4-1. 一般實驗
對於配位基的有機合成部分,一般都是在氮氣中進行反應,空氣中 進行產物的純化;金屬錯化合物一般都是在氮氣中進行,空氣中進行產 物的純化。空氣敏感(air-sensitive)、水敏感(moisture-sensitive)的藥品、化 合物之秤重皆在充氮氣的手套箱(glove box)中進行,所使用的溶劑皆經過 除水除氧步驟:二氯甲烷以五氧化二磷除水,甲苯以鈉除水,不添加指 示劑;乙醚、四氫呋喃、正己烷以鈉除水,以二苯甲酮為指示劑,其中 正己烷額外添加四乙基二醇醚增加指示劑溶解度。當指示色紫藍色或鈉 金屬呈現金屬光澤時即可裝入氮氣環境,含乾燥4 Å 分子篩的集液瓶之 中,以氮氣去氧15 分鐘後保存。
4-2. 物理性質的測試
1. 核磁振動光譜儀(NMR):一般的1H、13C、DEPT 的光譜均使用 Varian 300 specrometer,Variable-Temperature 和 1H-13C HSQC 委託彰化 師範大學黃瑞賢教授,型號為 Bruker 300 UltraShieldTM。光譜解 析以δ作表示 chemical shift,單位為 ppm。以 D 溶劑中殘留的 氫或是本身的 13C 為內標,CDCl3(1H,δ=7.26ppm; 13C,δ
=77.0ppm),C6D6(1H,δ=7.16ppm; 13C, δ=128.0ppm) 2. 近紫外光可見光光譜儀(UV/Vis):HITACHI 3010。
3. GC-MS:Thermo electron corporation,Autoinjector A13000、Trace GC Ultra、Polaris Q。
4. 紅外線光譜儀(IR):使用 Perkin Elmer 的 FT-IR spectrum RXI。
5. 元素分析儀(EA):委託國科會中興大學貴儀中心代測,儀器規格為 Heraeus,CHN-OS Rapid Element Analyzer。
6. 微波反應器: Discover CEM 公司的 Focused Microwave Synthesis System。
7. X-射線單晶繞射儀:使用機型為 Bruker Smart 1000 CCD XRD,委託國 科會彰化師範大學黃瑞賢教授及中原大學林嘉和教授代為解 晶。
8. 多支型試管振盪器:使用機型為 Heidolph 公司的 Multi Reax。
9. 超音波震盪器: 使用機型為 Elma 公司的 ULTRASONIC LC30H。
10. 凝膠滲透色譜層析儀 (GPC):使用機型為 Waters 的 1515 Isocratic HPLC Pump,2414 Refractive Index Deterctor。Column 為 HR3 和 HR4。
4-3. 實驗步驟
3,6-Di-tert-butylcarbazole (1) 48
取 20g(0.12mol) 咔唑於側翼梨型瓶中,通入 N2氣體,再於瓶中加入 50g(0.367mol) ZnCl2,再加入 70mL nitromethane,不溶的懸浮。待約反應 20min 後,在室溫下滴加入 40mL (0.368mol) tert-butyl chloride,溶液由不 溶漸漸溶解,之後有褐綠色固體析出,反應overnight。加冰水 quench,
以CH2Cl2(40 mL *3)萃洗,有機層以 MgSO4除水,抽乾後得紅褐色固體,
以冰正己烷及水洗後將固體抽乾得米白色固體。產物重26.4555g,產率
79.4%。
1H NMR (300 MHz, CDCl3,rt):δ (ppm) 1.44 (s, 18H, C(CH3)3),7.31 (d, 2H, Ar–H),7.45 (dd, 2H, Ar–H),7.82 (br, 1H, NH),8.07 (d, Ar–H).
3,6-Di-tert-butyl-1,8-dibromocarbazole (2) 39
取10g (35.81mmol) 3,6-di-tert-butylcarbazole 置入 250ml 側翼梨形瓶 中,通入N2,加入醋酸100ml,不溶。攪拌 5 分鐘後,加入 Bromine 4.0ml (78.96mmol),起始物由不溶漸漸溶解,黃色固體會開始析出沉澱,之後 反應overnight。用 trap 將多餘的 Bromine 與副產物 HBr 和醋酸溶劑移除 後,加入水quench,用乙酸乙酯(120 mL)和水(50 mL *4)做萃洗,有機層 用無水硫酸鎂除水,抽乾得米黃色固體。用Hexane(15 mL *2)快速洗過,
可得純的白色固體。產物重15.54g,產率 99%。
1H NMR (300 MHz, CDCl3,rt) : δ (ppm) 1.43 (s, 18H, C(CH3)3),7.62 (s, 2H, H-2/7),7.97 (s, 2H, H-4/5),8.13 (br, 1H, NH).
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(imidazol-1-yl)carbazole(3) 22
取 5.00g (11.44mmol) 3,6-di-tert-butyl-1,8-dibromocarbazole,3.00g (44.11mmol) imidazole,置放在 100ml 側翼梨型瓶之中,加入 NMP 20 mL,degas 15 分鐘。之後依序加入 0.28g (1.47mmol) CuI, 0.5 mL(0.78g,
6.7mmol) TMEDA,9.00g (65.11mmol) K2CO3,加熱迴流反應2 天,加入 水中( 500ml)終止反應,此時會有灰白色懸浮物出現,具有異味。利用濾 紙過濾,得到灰色固體。將灰色固體用純水( 300ml*5)和 CH2Cl2 ( 250ml)
萃取,取有機層用MgSO4除水,用活性碳除去雜質,過celite 將活性碳 除去。將濾液的溶劑移除後,用冰乙酸乙酯快速洗過,得灰白色固體。
產物重3.37g,產率 71.62%。
1H NMR (300 MHz, CDCl3,rt) : δ (ppm) 1.42 (s, 18H, C(CH3)3), 7.15 (s, 2H, Himi-4), 7.26 (s, 2H, Hcarb-4/5), 7.41(s, 2H, Himi-5), 7.78 (s, 2H, Himi-2), 8.15 (s, 2H, Hcarb-2/7), 9.51 (s, 1H, Ncar-H).
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-benzylimidazolium-1-yl)carbazole dibromide (4,L-BzBr)
取3g (7.29 mmol) 3,6-di-tert-butyl-1,8-bis(imidazol-1-yl)carbazole放入 100 mL的側翼梨型中,加入10ml甲苯作均勻攪拌,呈白濁溶液。取2.7 mL (3.86g,22.57mmol)苯甲基溴加入後,加熱至回流反應1天,溶液顏色呈 褐灰色沉澱。降溫冷卻後,過濾其固體以toluene (15 mL *2)沖洗,抽乾放 置一天,得紫色固體。將固體以acetonitrile洗之,可得白色固體產物,重 2.27g,產率82.70%。
1H NMR (300 MHz, CDCl3,rt) : δ (ppm)1.45 (s, 18H, C(CH3)3), 6.01 (s, 2H, Nimi-CH2), 7.41 (M, 10H,N-C-C6H5)7.17 (s, 2H, Hcarb-4/5), 7.38 (d, 2H, Himi-5), 8.20 (d, 2H, Himi-4), 8.20 (s, 2H, Hcarb-2/7), 11.60 (s, 2H, Himi-2), 12.32 (s, 1H, NH).
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3- butylimidazolium-1-yl)carbazole dibromide ( 5,L-BuBr)
微波方法
取1.50g (3.63mmol) 3,6-di-tert-butyl-1,8-bis(imidazol-1-yl)carbazole,
置放在80 mL 的微波反應瓶之中,加入 20ml toluene,2.00g (2.55g,
18.63mmol ) 1-Bromobutane 。封瓶放入為波反應器中,其條件設置功率 275w,溫度 130 ℃,承受壓力最大 200PSI,升溫時間 60 分鐘,溫度固 定時間60 分鐘,氣體冷卻開啟,攪拌開啟。反應 10 小時後,此時會有 灰色懸浮物出現,具有異味。過濾,得到灰色固體。將固體用toluene(10 mL *3)洗後,抽乾,用 CH2Cl2跟 Hexane 低溫下再結晶。過濾得白色固 體,以冰Hexane(5ml*3)快速洗過,得產物微棕色固體。產物重 2.26g,
產率67.76%。
Acetonitrile 溶劑加熱方法
取3,6-di-tert-butyl-1,8-bis(imidazol-1-yl)carbazole 0.5g ( 1.21mmol) 放入50ml 的側翼梨型瓶中,加入 10 mL 的 acetonitrile 均勻攪拌,白色混 濁溶液。取1.00g (1.25g,9.32mmol) 1-Bromobutane 加入後,加熱至回流 反應1 天,成淡棕色溶液與灰色沉澱。降溫冷卻後,過濾其固體以 toluene (15 mL *2)沖洗,得產物微棕色固體。重量 0.72g,產率 86.36%。
1H-NMR (300 MHz, CDCl3,rt) : δ (ppm) 1.47 (s, 18H, C(CH3)3), 4.57 (t, 4H, Nimi-CH2), 0.90 (t, 6H, Nimi-C-C-C-CH3), 7.15 (s, 2H, Hcarb-4/5), 7.26 (d, 2H, Himi-5), 7.37 (d, 2H, Himi-4), 8.07 (s, 2H, Hcarb-2/7), 11.09 (s, 2H, Himi-2), 11.98 (s, 1H, NH).
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm) 13.60(Nimi-CCC-CH3), 19.71(Nimi-CC-CH2 ),
31.46(C(CH3)3), 34.89(C(CH3)3), 31.80(Nimi-C-CH2), 50.33(Nimi-CH2), 118.56(carb-C2/C7), 118.65(carb-C4/C5), 121.58 (imi-C5),
121.94(imi-C4),118.65(car1/8), 126.34(carb-C4a/C5a), 133.24(car C1a/C8a), 144.04(car-C3/C6), 138.76(imi-C2).
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-methylimidazolium-1-yl)carbazole diiodide ( 6,L-MeI)22
取1.00g (2.42 mmol) 3,6-di-tert-butyl-1,8-bis(imidazol-1-yl)carbazole放 入50 mL的樣品瓶中,加入20 mL的acetonitrile均勻攪拌,白色混濁溶液。
取0.26 mL (0.73g,5.17mmol) methyl iodide加入,呈現灰白色懸浮液。
封瓶並外側包鋁箔隔絕光線,反應2天溶液顏色呈墨綠色,灰綠色沉澱。
過濾,過濾其固體以toluene (15 mL *2)沖洗,抽乾得微黃固體。產物重 1.42g,產率84.03%。
1H-NMR(300MHz, CDCl3, rt): δ(ppm) 1.46 (s, 18H, C(CH3)3), 4.33 (t, 6H, Nimi-CH3), 7.32 (s, 2H, Hcarb-4/5), 7.38 (d, 2H, Himi-5), 7.49 (d, 2H, Himi-4), 8.00 (s, 2H, Hcarb-2/7), 11.03 (s, 2H, Himi-2), 11.37 (s, 1H, Ncar-H).
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-benzylimidazolium)carbazolide-Ag-AgBr2 在手套箱中取,取0.3g (0.39mmol)的 L-BzBr 和取 88mg (0.32mmol) Ag2O 置於 100 mL 圓底瓶中,加入 15 mL CH2Cl2,呈現暗綠色透明液,
白色懸浮物。反應17 小時候,抽乾,在氮氣環境下過濾 Celite,用無水
的C6D6測1H-NMR,發現是未反應的配位基訊號,代表無預期反應進行。
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-benzylimidazolium)carbazolide-Ni-OAc ( 7,NiBzOAc)
取 1.00g (1.33mmol)的 L-BzBr 置於 50ml 雙頸瓶中,加入 10 mL acetonitrile,不溶呈現黃白色懸浮液,加熱至約 60oC 時加入 1.85 mL (1.33g,13.3mmole) Et3N,此時黃白色懸浮液會變成黃綠色懸浮液。接著 再加入0.34g(1.40mmol) Ni(OAc)2.4H2O,繼續加熱至 reflux。溶液由黃 綠色變為棕色溶液,棕色固體慢慢增加。Reflux 3 小時後,慢慢降回到室 溫,以過濾坩堝將液體過濾掉,固體以acetonitrile(3ml*3)洗。之後將固 體溶於CH2Cl2,過 celite 除去多餘的 Ni(OAc)2.4H2O,抽掉後以二氯甲 烷/正己烷低溫再結晶,析出固體過濾,得到金黃色固體。產物重 0.75g,
產率74.59%。
1H-NMR(300MHz,CDCl3rt): δ(ppm) 1.49 (s, 18H, C(CH3)3), 1.68(b,3H,
C(O)CH3), 5.2,5.4 (double broad, 4H, Nimi-CH2), 6.93(s, 4J(HH)=3Hz, 2H, Hcarb-4/5), 7.33 (m, 10H, Nimi-C-C6H5),7.49 (s, 2H, Hcar-2/7), 7.76 (d,
4J(HH)=2Hz, 2H, Himi-4), 8.04 (d, 3J(HH)=2Hz, 2H, Himi-5).
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm) 24.13(C(O)CH3), 32.22(C(CH3)3), 34.79(C(CH3)3), 53.12(Nimi-CH2), 109.11(carb-C2/C7), 114.47(imi-C5), 115.56 (imi-C4), 123.71(car-C4/C5),127.08、127.60、128.80(Nimi-C-C6H5), 123.20(car-C1/C8), 127.54(carb-C4a/C5a), 137.69(N-C-C6H5),135.23(car-C1a/C8a),
139.69(car-C3/C6), 160.91(carbene), 177.70( C(O)CH3).
MS (EI, 12eV): m/z=706.96. IR(KBr): νco 1631cm-1。.
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-butylimidazolium)carbazolide-Ni-OAc ( 8,NiBuOAc)
取1.0g (1.45mmol)的 L-BuBr 置於 50 mL 雙頸瓶中,加入 5 mL acetonitrile,呈現黃白色,加熱至約 60oC 時加入 1.48mL (1.07g,14.5mmol) triethylamine,此時黃白色液體會變成黃綠色懸浮液。接著再加入 0.4g (1.6mmol) Ni(OAc)2.4H2O,繼續加熱至 reflux。溶液由黃綠色變為棕色 溶液,棕色固體慢慢增加。Reflux 3 小時後,慢慢降回到室溫,過 celite 除去多餘的Ni(OAc)2.4H2O,抽乾用乙醇(10 mL *4)洗去殘留的鹽類化 合物與Ni(OAc)2.4H2O,用 CH2Cl2和Hexane 低溫再結晶,過濾得固體 以Hexane (5ml*4)和水 (5ml*4)分別洗之,抽掉後以二氯甲烷/正己烷低溫 再結晶,析出固體過濾,為黃棕色固體產物。產物重0.40g,產率 43.69%。
以二氯甲烷/乙醇/正己烷養晶,得暗黃色晶體。
作EA分析(C36H47N5NiO2) : 計算C為67.51; H為7.40%; N為10.13%,實驗 值C為67.12%; H為7.66%; N為10.93%.
1H-NMR(300MHz,CDCl3rt): δ(ppm) 1.06(t, 6H, 2J(HH)=9Hz,
Nimi-CCC-CH3), 1.54(m, 4H, Nimi-CC-CH2 ), 1.48 (s, 18H, C(CH3)3),
1.91(b, 3H, C(O)CH3), 2.11 (m, 4H, N-C-CH2), 4.51 (b, 4H, Nimi-CH2), 7.09 (d, J(HH)=2Hz, 2H, Hcarb-4/5), 7.60 (d, J(HH)=3Hz, 2H, Hcarb-2/7), 7.78 (d, J(HH)=2Hz, 2H, Himi-4), 7.99 (d, J(HH)=2Hz, 2H, Himi-5).
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm) 14.16(Nimi-CCC-CH3), 20.51(Nimi-CC-CH2 ),
24.80(C(O)CH3), 32.47(C(CH3)3), 35.02(C(CH3)3), 34.46(Nimi-C-CH2), 50.08(Nimi-CH2), 109.22 (carb-C2/C7), 114.52 (carb-C4/C5),
115.34(Himi-C5), 123.32(Himi-C4),123.58(car-1/8), 127.76(carb-C4a/C5a), 135.46 (car -C1a/C8a), 139.75 (car-C3/C6), 160.20 (carbene),
177.68 (C(O)CH3).
MS (EI, 12eV): m/z=639.12. IR(KBr): νco 1623cm-1.
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-methylimidazolium)carbazolide-Ni-OAc ( 9,NiMeOAc)
取1.0g (1.44mmol)的 L-MeI 置於 50 mL 雙頸瓶中,加入 5ml
acetonitrile,呈現黃綠色,加熱至約 60oC 時加入 1.48mL (1.07g,14.5mmol) triethylamine。接著再加入 0.4g ( 1.6mmol ) Ni(OAc)2.4H2O,繼續加熱至 reflux。溶液由黃綠色變為棕色溶液,棕色固體慢慢增加。Reflux 3 小時 後,慢慢降回到室溫,過celite 除去多餘的 Ni(OAc)2.4H2O,抽乾用純 水(10mL*4)洗去殘留的鹽類化合物與 Ni(OAc)2.4H2O,用 CH2Cl2和 Hexane 低溫再結晶,過濾得固體以 Hexane (5mL*4)和水 (5mL*4)分別洗 之,抽掉後以二氯甲烷/正己烷低溫再結晶,析出固體過濾,為棕黃色固 體產物。產物重0.50g,產率 62.50%。
1H-NMR(300MHz,CDCl3rt): δ(ppm) 1.50 (s, 18H, C(CH3)3), 2.09(s,3H,
C(O)CH3), 4.09 (s, 6H, Nimi-CH3), 7.02 (s, 2H, Hcarb-4/5), 7.51 (s, 2H, Hcarb-2/7), 7.77(d, J(HH)=2Hz, 2H, Himi-4), 8.03 (s, 2H, Himi-5).
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm) 25.09(C(O)CH3), 32.27(C(CH3)3), 34.68(C(CH3)3),
38.60(Nimi-CH3), 108.87(carb-C2/C7), 114.24(carb-C4/C5), 114.67 (Himi-C5), 124.89(Himi-C4),123.38(car-C1/C8), 127.61(carb-C4a/C5a), 134.94(car-C1a/C8a), 139.94(car-C3/C6), 160.47(carbene), 177.44(C(O)CH3).
MS (EI, 12eV): m/z=555.08. IR(KBr): νco 1618cm-1
Base 反應條件測試
取50mg 的 NiBzOAc 與 0.25g(4.46mmol) KOH(s),85mg 的 KOH(ag) 配20mL 水取 1mL 稀釋為 2mL 為 38mM 反應;NH4OH(aq)為重量濃度 33%,取 1mL;取 172mgNaOH 溶 20mL 取 5mL 反應;CH2Cl2,MeCN 皆是取2mL。
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-benzylimidazolium)carbazolide- Ni-CN ( 10,NiBzCN)
取100mg (0.14mmol) NiBzOAc置50mL圓底燒瓶,加入788mg
(14.08mmol) KOH,648mg (14.08mg) acetonitrile,溶劑 THF 4 mL,氧氣 環境60℃反應48小時後,真空乾燥移除多餘的溶劑,加入水置入超音波 震盪器2分鐘,過濾的固體抽乾,以甲苯再結晶,得橘紅色晶體。產物重 24.9mg,產率26%。以二氯甲烷/乙醇/正己烷分層養晶,得暗紅色長柱型 晶體。
1H-NMR(300MHz, CDCl3, rt): δ(ppm) 1.52 (s, 18H, C(CH3)3) , 5.92 (s, 4H, Nimi-CH2), 7.01(s, 2H, Hcarb-4/5), 7.57 (s, 2H, Hcarb-2/7), 7.89 (s, 2H, Himi-4), 8.14( s, 2H, Himi-5).
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm) 32.49(C(CH3)3), 35.06( C(CH3)3),
53.39( Nimi-CH2), 109.38( carb-C2/C7), 114.74( carb-C4/C5), 115.83 ( imi-C5), 123.98( imi-C4),127.35、127.87、129.07( Nimi-C-C6H5),
127.80( car-1/8), 135.49( carb-C4a/C5a), 137.60( N-CH2), 137.96( car1a/8a), 139.96( car-C3/C6), 161.17( carbene), 177.97( C(O)CH3).
MS ( EI, 12eV): m/z=675.49. IR( KBr): νCN 2102cm-1.
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-butylimidazolium)carbazolide-Ni-CN ( 11,NiBuCN)
取100mg (0.16mmol) NiBuOAc置50mL圓底燒瓶,加入860mg
(15.38mmol) KOH,708mg (15.38mmol) acetonitrile,溶劑 THF 4mL,氧 氣環境60℃反應24小時後,真空乾燥移除多餘的溶劑,加入水置入超音 波震盪器2分鐘,過濾的固體抽乾,以甲苯再結晶,得紅色晶體。產物重 58.1mg,產率61.1%。
1H-NMR(300MHz, CDCl3, rt): δ(ppm) 1.06(t, 6H, 3J(HH)=8.6Hz
Nimi-CCC-CH3), 1.57(m, 4H, Nimi-CC-CH2 ), 1.52 (s, 18H, C(CH3)3) , 2.22 (m, 4H, Nimi-C-CH2), 4.90(t, 2J(HH)=9Hz, 4H, Nimi-CH2), 7.26 (d, 2H, Hcarb-4/5), 7.57 (s, 2H, Hcarb-2/7), 7.89 (d, 2H, Himi-4), 8.10 (d, 2H, Himi-5).
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm) 14.16(Nimi-CCC-CH3), 20.42(Nimi-CC-CH2 ), 32.49(C(CH3)3), 35.15(C(CH3)3), 33.78(Nimi-C-CH2), 52.36 (Nimi-CH2), 109.60(carb-C2/C7), 114.93(carb-C4/C5), 116.43 (Himi-C5),
123.28(Himi-C4), 123.58(car-C1/C8), 134.50(carb-C4a/C5a),
135.38(car-C1a/C8a), 140.29(car-C3/C6), 164.88(carbene), 130.24(CN).
MS (EI, 12eV): m/z=606.21. IR(KBr): νCN 2098cm-1.
3,6-Di-tert-butyl-1,8-bis(3-methylimidazolium)carbazolide-Ni-CN ( 12,NiMeCN)
取100mg (0.18mmol) NiMeOAc置50mL 圓底燒瓶,加入1060mg ( 17.99mmol) KOH,828mg (17.99mg ) acetonitrile,溶劑 THF 4mL,60
℃氧氣環境反應24小時後,真空乾燥移除多餘的溶劑,加入水置入超音 波震盪器2分鐘,過濾的固體抽乾,以甲苯/正己烷再結晶,得亮紅色晶體。
產物重56.3mg,產率58.0%。以CDCl3養晶,得暗紅色長柱型晶體。
1H-NMR(300MHz,CDCl3rt): δ(ppm) 1.52 (s, 18H, C(CH3)3), 4.42 (s, 6H, Nimi-CH3), 7.21 (s, 2H, Hcarb-4/5), 7.58(s, 2H, Hcarb-2/7), 7.87 (d, 2H, Himi-4), 8.12 (s, 2H, Himi-5).
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm) 32.24(C(CH3)3), 34.91(C(CH3)3),
41.43(Nimi-CH3), 109.37(carb-C2/C7), 114.81(carb-C4/C5), 115.87
(Himi-C5), 124.70 (Himi-C4), 123.10(car-C1/C8), 126.79 (carb-C4a/C5a), 135.09 (car-C1a/C8a), 140.10(car-C3/C6), 164.86(carbene).
MS (EI, 12eV): m/z=522.12. IR(KBr): νCN 2089cm-1.
有機腈反應測試
一般實驗反應條件 NiBzOAc:RCN:base= 200mg:10mL:2g,二氯甲
烷10mL。NiBuOAc:RCN:base= 100mg:10mL:1g,二氯甲烷 10mL。
反應條件 NiMeOAc:RCN:base= 200mg:10mL:16mg,二氯甲烷 10mL。
將RCN、NiROAc 與 base 置入二氯甲烷反應 24 小時,取出部分抽乾,
以二氯甲烷和水洗去多於bsae,用無水硫酸鎂除水濾掉固體,濾液抽乾 測1H-NMR。
未加溶劑實驗:RCN 與 base 反應 5 小時後,呈現白色黏稠固體,再將 NiBuOAc 加入,反應完後以1H-NMR 積分,與 butyronitril 反應為 100%,
與benzonitrile 反應為 70%。
Base強弱與反應產率比較
NiROAc:base:acetonitrile 為 1eq:50eq:50eq,氮氣下反應則是以 freezed-pump-thaw 6 次除去氧氣,並以氮氣環境下反應。以 4mlTHF 作為 溶劑,溫度為60℃下反應,反應後一律抽乾水洗過濾,甲苯再結晶測
1H-NMR 後氫積分後算得轉換率。
碳-碳鍵結斷裂機制推測實驗 實驗A:
1. 將 25mg(446μmol)的 KOH 與 11.5mg(280μmol)的 acetonitrile 置入 NMR tube 中,加入 CDCl3當作溶劑,freezed-pump-thaw 除去氧氣,
60℃反應 16 小時,測1H-NMR,觀測到 MeCN 訊號減弱,代表反應 有行進,但無觀察到新訊號出現。
2. 將氧氣灌至 2bar,反應 5 小時,測1H-NMR 觀察到 MeCN 訊號比第一
步更少,但無觀察到新訊號出現。
3. freezed-pump-thaw 除去氧氣,加入 4.0mg(7.2μmol ) NiMeOAc,60℃
反應 17 小時,測1H-NMR,可以看到 NiMeCN 生成的訊號。
實驗B:
1. 將 24(428μmol)mg KOH 與 13.8mg (336μmol) acetonitrile 置入 NMR tube 中,加入 CDCl3當作溶劑,freezed-pump-thaw 除去氧氣,60℃反 應 2.5 小時後,測1H-NMR 觀察到相對 CDCl3訊號,MeCN 有明顯訊 號減弱,代表反應有行進,但無觀察到新訊號出現。
2. 加入 4.3mg(8μmol) NiMeOAc,freezed-pump-thaw 除去氧氣,60℃反 應 14 小時,測1H-NMR 觀察到 NiMeOAc 並未改變,無 NiMeCN 生 成出,無類似裂解的化合物生成,
3. 之後將氧氣灌入,60℃反應 24 小時,測1H-NMR 觀察到 NiMeCN 生 成出。
實驗C:
1. 將 25mg 的 KOH( 428μmol)與 5mg ( 9μmol)的 NiMeOAc 置入 NMR tube 中,加入 CDCl3當作溶劑,freezed-pump-thaw 除去氧氣,60℃反 應 18 小時後,測1H-NMR 會觀測到有部分 NiMeOAc 會裂解成與配位 基 pattern 相似的訊號峰,在δ10 左右會出現的訊號峰,而δ7~8 則會 有 4 支與配位基的咪唑和咔唑 pattern 相似的訊號峰,推測配位可能裂 解後與其他陰離子形成咪唑鹽類,因此有相似 pattern。
2. 加入與 KOH 等當量的 18mg (390μmol) acetonitrile 反應,
freezed-pump-thaw 除去氧氣,測1H-NMR 觀察到 acetonitrile 會下降,
但無 NiMeCN 生成,與配位基 pattern 相似的訊號峰會增加。
3. 將氧氣灌入,60℃反應 17 小時,測1H-NMR,NiMeCN 生成,與配位 基 pattern 類似的訊號峰會持續增加。NiMeCN 雖然也會生成,但產物
3. 將氧氣灌入,60℃反應 17 小時,測1H-NMR,NiMeCN 生成,與配位 基 pattern 類似的訊號峰會持續增加。NiMeCN 雖然也會生成,但產物