新型三维单核Zn(Ⅱ)配合物多位点协同催化单和双取代喹唑啉酮的绿色合成

摘要

分别以对氨基苯磺酸根（4-ABS^-）和对甲基苯磺酸根（4-MBS^-）为主配体、 4,4′-联吡啶（4,4′-bipy）为辅助配体,与Zn（Ⅱ）盐通过溶剂热反应合成了两种锌基配合物:[Zn（4,4′-bipy）(H₂O)₄]·（4-ABS）₂（1, CCDC:2171834）和[Zn（4,4′-bipy）(H₂O)₄]·（4-MBS）₂（2, CCDC:2225758）.采用单晶X射线衍射（SXRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、粉末X射线衍射（PXRD）、氮气吸附/脱附测试和场发射扫描电子显微镜（SEM）对配合物进行了表征.考察了配合物1和2催化合成2,3-二苯基-2,3-二氢喹唑啉-4（1H）-酮反应的性能,并以催化效果较好的配合物1进行底物普适性实验.结果表明,在无溶剂条件下,使用少量催化剂,在短时间内可得到较高产率的产物,并且该绿色工艺适用于多种不同的原料胺/铵和含不同取代基的芳香醛.此外,利用密度泛函理论（DFT）对配合物1和3种反应物进行结构优化,通过计算分析前线分子轨道（FMO）,推测反应顺序及配合物1对3种反应物的核心活性区;通过分析分子表面静电势（ESP）、平均局部离子化能（ALIE）和Mulliken电荷进一步预测了配合物1的活性位点和反应底物的反应位点.最后,结合DFT阐述了配合物多位点协同催化的反应机理.

关键词

锌基配合物 / 晶体结构 / 2,3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮 / 催化机理 / 密度泛函理论