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本论文系统地考察第十一族过渡金属氢化物活化碳氟键。着重对反应及其机理进行了实验和理论研究,主要进行了两个方面的工作: 1.研究了氮杂卡宾金氢化合物[(IMes)AuH]与五氟硝基苯在π-π相互作用的辅助下实现碳氟键活化。实验和理论计算表明金氢配合物与五氟硝基苯之间虽然有弱相互作用,但是反应活化能高,导致反应不能进行。加入4-氮氮二甲氨基吡啶(DMAP)后,可以发生碳氟键活化并进行氢转移。DMAP和五氟硝基苯的π-π相互作用,降低了反应的活化能。 三配位金配合物[(tBuXantphosAu)AuCl2]表现出了良好的催化活性和广泛的底物范围。实验和计算表明反应可能通过直接氧化加成的机理来实现,并通过计算结果验证机理的假设,与实验结果一致。 2.铜氢配合物进行碳氟键活化的反应和机理。基于Xantphos配体的桥氢铜配合物,发现其没有表现出碳氟键活化的活性,而端基铜氢化物能够直接发生碳氟键活化反应,表明端基铜氢配合物是反应的活性中间体。对反应底物扩展发现铜催化体系表现出良好的区域选择性和更加普适的底物范围。 通过原位谱学监测及动力学研究,在反应体系中原位观察到BDP配体稳定的铜氢配合物[(BDP)CuH]。铜氢配合物[(BDP)CuH(PPh3)]与PFNB直接定量发生碳氟键活化反应,证实了铜氢配合物是这个反应的活性中间体。并且在反应过程中,笔者观察到铜氟中间体。结合DFT计算,笔者认为对于铜氢配合物活化碳氟键,反应路径是经过协同亲核取代。