[发明专利]一种具有光催化性能的铱配合物、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有光催化性能的铱配合物、其制备方法和应用，所述铱配合物的分子式为C₃₈H₃₀F₁₂IrN₄P，铱配合物光催化剂的制备是以2‑溴‑4‑甲基吡啶和4‑甲基苯硼酸反应形成的中间体I为配体，然后与铱化合物配位反应形成中间体II，之后再与4,4´‑二(三氟甲基)‑2,2´‑联吡啶或5,5´‑二(三氟甲基)‑2,2´‑联吡啶反应得到中间体III，最后使用六氟磷酸铵水溶液将中间体III中的氯替换成PF₆，即制备完成。本发明的光催化剂应用于以四氢呋喃或N‑Boc吡咯烷为底物的烷基化反应中，在外加蓝色光光源、弱有机碱存在条件下即能在加热条件下进行良好的烷基化反应，本发明的金属铱配合物的光催化效率较高，加成产物收率能够高达70％左右，是一种值得推广的优异的光催化剂。

技术领域

本发明属于过渡金属配合物的合成及应用技术领域，特别涉及一种具有光催化性能的铱配合物、其制备方法和应用。

背景技术

由于可见光资源丰富、可再生、反应条件温和、效率高，可见光光氧化还原催化在许多方面都比传统的合成方法具有巨大的优势。可见光催化的概念的提出已有100多年，其中，以光催化a-烷基化反应为代表的光催化反应，在近年来引起人们的极大兴趣并得到了快速发展，可见光催化已经发展成为有机合成中一个关键性技术。

以铱类配合物为代表的光催化剂具有优异催化性能受到人们的广泛关注。已经有相关的过渡金属与含氟类配体形成的光催化剂应用于乙烯类化合物的烷基化反应，可以得到优于其他光催化剂的结果(Wan-Fa Tian,et al.,Adv.Synth.Catal.2020,362,1–8；ChoiGJ,et al.,Nature 2016,539,268-271；Hongqiang Ye,et al.,Tetrahedron Letters2018,59,2046-2049.)。然而，相关的铱类配合物品种比较单一，性能也不是很优异，而且每一种催化剂只能针对一种或者几种相关化合物进行催化烷基化加成。如杜邦研究团队在少量三氟甲磺酸化银的催化下，合成有机金属铱类配合物(Grushin V.V.,et al.,Chem.Commun.,2001,1494-1495)，但是该方法合成的铱类配合物只能是配体相同的，且因为配体同时作为反应原料和溶剂，成本很高，不利于推广。因此开发新型的铱类配合物催化剂实现多种乙烯类化合物的烷基化反应具有非常高的应用价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有光催化性能的铱配合物、其制备方法和应用。

一种具有光催化性能的铱配合物，所述铱配合物的分子式为C₃₈H₃₀F₁₂IrN₄P，如结构式如式IV所示：

式IV中，R₁和R₂分别为H和CF₃，或者R₁和R₂分别为CF₃和H。

所述的一种具有光催化性能的铱类配合物光催化剂的制备方法，其特征在于是以2-溴-4-甲基吡啶和4-甲基苯硼酸形成的中间体I为配体，与铱化合物配位反应形成中间体II，然后再与4,4′-二(三氟甲基)-2,2′-联吡啶或5,5′-二(三氟甲基)-2,2′-联吡啶反应而制得；具体制备方法包括以下步骤：

1)惰性气体保护下，在碳酸钠、2-溴-4-甲基吡啶、4-甲基苯硼酸和钯催化剂的混合物中加入有机溶剂A和水，加热搅拌回流反应，反应结束后将反应液冷却，减压蒸馏去除溶剂，加入水和甲基叔丁基醚分液萃取，有机相再依次经饱和食盐水洗涤、去离子水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，减压蒸馏去除溶剂得到反应中间体I；