ИСТИНА

Для разработки общей методологии проведения каталитических реакций в воде и водных средах был выполнен синтез новых комплексов палладия с аминопиридинами, 1,2-азолами и 1,2,4-триазолами, изучены модельные реакции кросс-сочетания с их участием; разработан эффективный способ увеличения стабильности чрезвычайно активных, но малоустойчивых катализаторов на основе “безлигандного” палладия за счет “концентрационного”; эффекта, предложен практичный способ увеличения эффективности известных фосфиновых лигандов путем использования в катализе их монолигандных комплексов, получаемых из доступных палладиевых прекурсоров; разработана общая методика проведения реакций в водных и водно-спиртовых средах при катализе различными соединениями палладия; путем применения катализатора гелеобразования и микроволнового облучения интенсифицирован золь-гель метод синтеза высокопористого силикагеля с инкапсулированным эффективным палладиевым прекатализатором, из которого in situ образуются устойчивые к агрегации и высокоактивные нанокластеры палладия; на основе монолигандного комплекса палладия с триарилфосфиновым лигандом разработаны эффективные и достаточно универсальные гомогенные и гетерогенные катализаторы реакций кросс-сочетания с участием арил- и гетероарилгалогенидов.

Из анализа результатов по разработке высокоэффективных гомогенных и гетерогенных катализаторов, работающих в водных средах и в воде без добавок органических растворителей, был сделан вывод, что наиболее перспективнымы в плане универсальности являются катализаторы на основе трис(2,4,6-триметоксифенил)фосфи-нового лиганда. Под универсальностью подразумевается способность катализатора эффективно вести каталитический процесс независимо от строения реагентов, например, независимо от природы галогена в арилгалогениде и наличия в нем электроно-донорных или электроно-акцепторных заместителей. Кроме того, универсальный катализатор должен быть достаточно активным в каталитических процессах кросс-сочетания разных типов (реакция Сузуки, Хека, Соногаширы). Поскольку изучение катализатора на широком круге субстратов и типов реакций для получения полной каталитической картины действия катализатора явно выходит за рамки данного исследования, для получения обоснованных выводов и рекомендаций по практическому применению были выбраны, с одной стороны, “проблемные” объекты, а с другой, - потенциально значимые с функциональными заместителями и гетероциклическим фрагментом. Таким образом, впервые синтезированные комплекс палладия [LPdCl2]2 с трис(2,4,6-триметоксифенил)фосфиновым лигандом и его гетерогенный композит [LPdCl2]2@SiO2 были испытаны в качестве универсальных катализаторов реакций Сузуки, Хека и Соногаширы. Руководствуясь задачами проекта по адаптации новых катализаторов к водным средам и разработке основ экологически безопасных технологических процессов, при выборе растворителей для этих реакций мы ориентировались в первую очередь на воду или водно-спиртовые среды. Реакция Сузуки Испытания комплекса [LPdCl2]2 и композита [LPdCl2]2@SiO2 в реакции Сузуки проводили с участием арилхлоридов, бромидов и иодидов в водном этаноле (1:1 по объему). Гомогенный катализ [LPdCl2]2 осуществляли при комнатной температуре при использовании 0.01 мол% Pd или при кипячении (~85 оС) на 0.0001 мол% Pd. Гетерогенный катализ [LPdCl2]2@SiO2 проводили на 0.1 мол% Pd при кипячении. Продолжительность реакций во всех опытах составляла 30 мин. После этого реакции прерывались, и реакционные смеси подвергались последующей обработке и анализу. Такое время реакции, как было показано выше, вполне достаточно для завершения реакций с участием наименее активных арилхлоридов при комнатной температуре в гомогенном варианте катализа (0.01 мол% Pd) или при нагревании как при гомогенном катализе (0.0001 мол% Pd), так и при гетерогенном катализе (0.1 мол% Pd). Более активные арилбромиды и иодиды, естественно, заведомо реагировали за меньший промежуток времени, но завышенная (принудительная) продолжительность реакции в этих случаях не искажала выводов об эффективности катализатора. Рис. 31. Катализ реакции Сузуки комплексом [LPdCl2]2 и композитом [LPdCl2]2@SiO2. На рис. 31 представлены примеры синтетических возможностей разработанных каталитических систем на основе монолигандного комплекса палладия [LPdCl2]2. Среди полученных биарилов и гетероаналогов арилированные салициловые кислоты, пиридины, пиримидины, тиофены и фураны. В найденных условиях разнообразные арилхлориды, бромиды и иодиды как при гомогенном, так и при гетерогенном катализе гладко реагируют с арилборными кислотами, среди которых много “проблемных”, давая целевые продукты кросс-сочетания с очень высокими выходами (представлены препаративные выходы). Так, из 2,4-дифторфенилборной кислоты и 5-хлорсалициловой кислоты с при катализе 0.0001 мол% комплекса [LPdCl2]2 с высоким выходом была получена упоминавшаяся выше 2',4'-дифтор-4-гидрокси-[1,1'-бифенил]-3-карбоновой кислоты) – дифлунизал – нестероидное противовоспалительное лекарственное средство (НПЛС) с анальгетическим и жаропонижающим эффектом. Дифлунизал примерно в 20 эффективнее в тесте на гиперчувствительность и в 9 раз эффективнее при лечении адьювантного артрита, чем аспирин. Сравнение разработанного метода синтеза с ранее описанным будет представлено ниже (см. раздел 3.8). Высокая каталитическая активность и универсальность новых катализаторов, количественные выходы и применение водного спирта в качестве реакционной среды позволили максимально упростить процедуру выделения целевых продуктов реакций. После завершения реакций из всех реакционных смесей отгонялся растворитель (50% водный этанол), который можно использовать повторно. В случае арил-бензойных кислот для получения аналитически чистого образца к твердому остатку прибавляют воду, нагревают и фильтруют полученный раствор горячим для освобождения от незначительного количества нерастворимых примесей и/или гетерогенного катализатора LPdCl2]2@SiO2, затем прибавляют 10-15 об% спирта, нагревают практически до кипения и осторожно подкисляют 5% HCl при перемешивании. В результате получается мелкокристаллический, хорошо фильтрующийся осадок соответствующей бифенилкарбоновой кислоты. Таким образом, без применения дорогостоящей и длительной по времени хроматографии удается получить аналитически чистые образцы. В случае других типов продуктов кросс-сочетания к остатку после отгонки из реакционной смеси растворителя прибавляют насыщенный солевой раствор и экстрагируют эфиром или этилацетатом, экстракт промывают насыщенным солевым раствором и фильтруют через небольшой слой силикагеля. Растворитель регенерируют на роторном испарителе, остаток, как правило, имеет чистоту не менее 98-99 %. Аналитически чистые образцы в случае твердых соединений получаются после перекристаллизации. Еще одной важной характеристикой разработанных в проекте каталитических систем является низкое содержание остаточного палладия в целевых продуктах (от 0.5 до 1 м.д., определено методом атомно-абсорбционной спектроскопии). Реакция Хека На примере взаимодействия акриловой кислоты, н-бутилакрилата и стирола с арилгалогенидами впервые показано, что комплекс [LPdCl2]2 и композит [LPdCl2]2@SiO2 являются эффективными катализаторами реакции Хека в воде в отсутствие органического растворителя. Реакции проводили на воздухе при использовании в качестве основания K2CO3, если хотя бы один из реагентов растворим в воде, или комбинации K2CO3 с 20 мол% трибутиламина (в расчете на ArX) для водонерастворимых субстратов. Каталитическая активность комплекса [LPdCl2]2 столь высока, что реакции водорастворимых в присутствии основания 4-йодбензойной и 5-йодсалициловой кислот завершались в воде при 100 оС в течение 10 и 5 мин, соответственно, при использовании 0.01 мол% катализатора. В аналогичных условиях с акриловой кислотой реагируют бром- и хлорбензойные кислоты, например, 3-хлорбензойная кислота, однако продолжительность реакции увеличивается до 50 мин. Кроме того, в этих случаях в качестве промотора необходимо использовать формиат натрия (1 мол%). При катализе [LPdCl2]2@SiO2 (0.1 мол% Pd) для завершения реакций было достаточно 1 ч. Как и в реакции Сузуки, гетерогенный катализатор не терял своей активности при повторных рециклах (на рис. 32 представлены данные по 3, 5, 8 и 10 рециклу катализатора). С водонерастворимыми арилбромидами реакцию также проводили в водной среде в отсутствие органического растворителя. Однако, если реакция 4-бромацетофенона, содержащего сильный электроноакцепторный заместитель, в присутствии 0.01 мол.% катализатора завершается в течение 15 мин, давая (2E)-3-(4-ацетилфенил)акриловую кислоту с выходом 93 %, то в случае 4-броманизола, содержащего электронодонорную метокси группу, продолжительность реакции возрастает до 40 мин (выход продукта 94%). Следует отметить, что для завершения реакции Хека требуется более длительный промежуток времени и большее количество палладия, чем для реакции Сузуки. Методика выделения продуктов реакций также как и в реакции Сузуки очень проста. В случае коричных кислот для получения аналитически чистого образца реакционную смесь разбавляют водой, нагревают и фильтруют горячей для освобождения от нерастворимых примесей, затем прибавляют 10-15 об% спирта, нагревают практически до кипения и медленно подкисляют 5 % HCl до рН 2-3 при перемешивании. В результате образуется мелкокристаллический, хорошо фильтрующийся осадок соответствующей коричной кислоты. Таким образом, без хроматографии на колонке или пластинке удается получить аналитически чистые образцы. Для выделения водонерастворимых бутилциннаматов и стильбенов реакционную смесь разбавляют насыщенным солевым раствором и экстрагируют этилацетатом, экстракт сушат сульфатом натрия и фильтруют через небольшой слой силикагеля. Растворитель удаляют на роторном испарителе (этилацетат регенерируется на 92-96%), остаток кристаллизуют из минимального количества подходящего растворителя (обычно спирта). Рис. 32. Катализ реакции Хека комплексом [LPdCl2]2 и композитом [LPdCl2]2@SiO2 Ниже представлены характеристики некоторых из синтезированных соединений. 2-Гидрокси-5-[(E)-2-карбоксивинил]бензойная кислота. Белый кристаллический порошок, т.пл. 275-277 оС (лит.т.пл. 279 оС ). 1H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d6): δ 6.37 (д, J = 15.9 Гц, 1H,) , 6.96 (д, J = 8.6 Гц, 1H), 7.53 (д, J = 15.9 Гц, 1H), 7.84 (д.д., J = 8.8 Гц, J = 2.3 Гц, 1H), 7.99 (д, J = 2.0 Гц, 1H), 12.11 (уш.с, 2H). 4-[(E)-2-Карбоксивинил]бензойная кислота. Белый кристаллический порошок, т.пл.. 358-360 оС (лит.т.пл. 363 оС). 1H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d6): δ 6.61 (д, J = 16.2, Гц, 1H), 7.62 (д, J = 16.2 Гц, 1H), 7.76 (д, J = 8.3 Гц, 2H), 7.94 (д, J = 8.3 Гц, 2H), 12.82 (уш.с, 2H). 3-[(E)-2-Карбоксивинил]бензойная кислота. В присутствии 1 мол% HCO2Na. Белый кристаллический порошок, т.пл.. 284-286 оС (лит.т.пл. 278-280 оС ). 1H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d6): δ 6.57 (д, 1H, J = 16.2 Гц), 7.48-7.55 (м, 1H, 7.64 (д, 1H, J = 15.9 Гц), 7.89-7.97 (м, 2H), 8.14 (с, 1H), 12.80 (уш.с, 2H). (E)-3-(4-Ацетилфенил)акриловая кислота. В присутствии 1 мол% HCO2Na. Белый кристаллический порошок, т.пл. 224-225 оС (лит.т.пл. 223-225 оС). 1H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d6): δ 2.53 (с, 3H), 6.59 (д, J = 16.2 Гц, 1H), 7.59 (д, J = 16.2 Гц, 1H), 7.73 (д, J = 8.1 Гц, 2H), 7.90 (д, J = 8.1Гц, 2H), 12.55 (уш.с, 1H). (E)-3-(4-Метоксифенил)акриловая кислота. В присутствии 1 мол% HCO2Na. Белый кристаллический порошок, т.пл. 176-177 оС (лит.т.пл. 174 оС). 1H NMR (400 МГц, ДМСО -d6): δ 3.76 (с, 3H), 6.36 (д, J = 15.9 Гц, 1H), 6.94 (д, J = 8.6 Гц, 2H), 7.55 (д, J = 16.2 Гц, 1H), 7.60 (д, J = 8.8 Гц, 2H), 12.22 (уш.с, 1H). (E)-3-(3,4-Диметоксифенил)акриловая кислота В присутствии 1 мол% HCO2Na. Белый кристаллический порошок, т.пл. 184-185 °C (лит.т.пл. 182-183 °C). 1H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d6): δ 12.1 (с, 1 H), 7.52-7.47 (д, J =15.9 Гц, 1 H), 7.29-7.28 (д, J = 1.8 Гц, 1 H), 7.19-7.16 (д.д., J = 8.3, 1.8 Гц, 1 H), 6.96-6.93 (д, J = 8.3 Гц, 1 H), 6.44-6.38 (д, J = 15.6 Гц, 1 H), 3.78 (с, 3 H), 3.76 (с, 3 H). ИК (масло) см-1: 1684, 1626, 1597, 1585, 1516, 1427, 1341, 1319, 1314, 1300, 1265, 1233, 1211, 1144, 1027 cm-1. MS (EI) m/z: 208 [M+], 209, 208, 193, 147, 133, 119, 103, 91, 77, 51. (2E)-3-(4-Нитрофенил)акриловая кислота, н-бутиловый эфир. В присутствии 1 мол% HCO2Na и 20 мол% трибутиламина. 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 0.97 (т, J = 7.4 Гц, 3H), 1.38-1.51 (м, 2H), 1.66-1.75 (м, 2H), 4.24 (т, J = 6.7 Гц, 2H), 6.56 (д, J = 16.1 Гц, 1H), 7.67 (д, J = 8.7 Гц, 2H); 7.70 (д, J =15.7 Гц, 1H), 8.25 (д, J = 8.7 Гц, 2H). 13C ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ 13.9, 19.3, 30.9, 65.1, 122.8, 124.3, 128.8, 140.8, 141.7, 148.7, 166.3. (2E)-3-(2-Нафтил)акриловая кислота, н-бутиловый эфир. В присутствии 1 мол% HCO2Na и 20 мол% трибутиламина. 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 0.98 (т, J =7.3 Гц, 3H), 1.40-1.53 (м, 2H), 1.68-1.77 (м, 2H), 4.26 (т, J =6.7 Гц, 2H), 6.52 (д, J =15.8 Гц, 1H), 7.45-7.55 (м, 3H), 7.73 (д, J =7.2 Hz, 1H), 7.84-7.87 (м, 2H), 8.18 (д, J =8.2 Гц, 1H), 8.52 (дд, 1H, J = 15.8Гц). 13C ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ 13.8, 19.3, 30.9, 64.5, 121.0, 123.4, 125.0, 125.4, 126.2, 126.8, 128.7, 130.4, 131.4, 131.8, 133.7, 141.5, 166.9. 1,4-Ди[(E)-2-(н-бутоксикарбонил)винил]бензол. В присутствии 1 мол% HCO2Na и 20 мол% трибутиламина, 30 мин 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 0.97 (т, J =7.3 Гц, 6H), 1.40-1.48 (м, 4H), 1.61-1.72 (м, 4H), 4.22 (т, J = 6.6 Гц, 4H), 6.47 (д, J = 16.0 Гц, 2H), 7.54 (с, 4H), 7.66 (д, J =16.0 Гц, 2H). 13C ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ 13.7, 19.2, 30.8, 64.5, 119.4, 128.5, 136.2, 143.4, 166.8. (Е)-5-Стирилпиридин-2-амин. В присутствии 1 мол% HCO2Na и 20 мол% трибутиламина. Т.пл.. 199-200 оС. Найдено, %: С, 79.72; Н, 6.23; N, 13.98. СIЗН12N2: С, 79.59; Н, 6.12; N, 14.29. 1H ЯМР (400 МГц, Me2CO-d6): δ 5.56 (с, 2Н), 6.57 (д, 1Н), 7.00 (д, J = 16.6 Гц, 1Н), , 7.11 (д, J = 16,5 Гц, 1Н), 7.20-7.52 (т, 5Н), 7.73 (д.д., J = 8.8 Гц, J = 2.4 Гц, 1Н), 8.12 (d, J = 2.4 Гц, 1Н). Реакция Соногаширы На примере взаимодействия фенилацетилена и пропаргилового спирта с арилгалогенидами (рис. 33) нами впервые показано, что комплекс [LPdCl2]2 и композит [LPdCl2]2@SiO2 являются эффективными катализаторами реакции Соногаширы в воде без добавок органического растворителя. Реакции проводили в атмосфере аргона, чтобы исключить окислительное гомосочетание исходных ацетиленов, при использовании в качестве основания K2CO3 (3 моль на 1 моль ArX) в комбинации с 20 мол% трибутиламина (в расчете на ArX) для всех типов субстратов в присутствии [LPdCl2]2 (0.01 мол% Pd) или композита [LPdCl2]2@SiO2 (0.1 мол% Pd) и 1 мол% CuI. Активность гомогенной каталитической системы оказалась достаточно высокой, чтобы за 30 мин при комнатной температуре проводить реакции с участием арилиодидов и арилбромидов, а при температуре 100 оС - реакции арилхлоридов. При 100 оС такой же промежуток времени оказался достаточным для полной конверсии и в условиях гетерогенного катализа [LPdCl2]2@SiO2 реакций с участием арилхлоридов, бромидов и иодидов. Выделение продуктов реакций осуществляли по методикам, аналогичным описанным выше для реакций Сузуки и Хека. Рис. 33. Катализ реакции Соногаширы комплексом [LPdCl2]2 и композитом [LPdCl2]2@SiO2. Реакции арилгалогенидов с пропаргиловым спиртом наиболее интересны, поскольку образующиеся при этом 3-арилпропаргиловые спирты могут быть количественно превращены в соответствующие арилацетилены в результате окисления-декарбонилирования при действии технической MnO2 и KOH в среде хлористого метилена при облучении ультразвуком при комнатной температуре (см. рис. 3). Ниже представлены характеристики некоторых из синтезированных соединений. 4-(Фенилэтинил)бензойная кислота. Белый кристаллический порошок, т.пл. 224-225 °C (лит.т.пл. 221-222 °C). 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 8.05 (m, 7H), 7.87 (m, 2H). 13С ЯМР (100 МГц, CD3CN): δ 167.2, 143.1, 131.7, 131.3, 130.4, 130.0, 129.5, 127.1, 81.3, 79.9. Сигнал одного из атомов углерода, по-видимому, перекрыт сигналом растворителя. (4-Метоксифенил)фенилацетилен. Белый кристаллический порошок, т.пл. 59–60 оC (лит.т.пл. 57–61 оC). 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 7.53–7.46 (м, 4H), 7.37–7.30 (м, 3H), 6.87 (д.д., J = 8.70, 2.10 Гц, 2H), 3.82 (с, 3H); 13С ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ 159.5, 133.0, 131.4, 128.3, 127.9, 123.5, 115.3, 113.9, 89.3, 88.0,55.3; MS m/z (интенсивность, %): 208 (100) [M+], 193(48), 165 (39), 139 (8). (4-Ацетилфенил)фенилацетилен. Белый кристаллический порошок, т.пл. 95-96 °C (лит.т.пл. 94–96 °C). 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 7.91 (д, J = 8.41Гц, 2 H), 7.58 (д, J = 8.41 Гц, 2 H), 7.52-7.54 (м, 2 H), 7.33-7.36 (м, 3 H), 2.57 (с, 3 H). 13С ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ 197.1, 136.1, 131.7, 131.6, 128.7, 128.4, 128.2, 128.1, 122.6, 92.6, 88.6, 26.5. MS m/z (интенсивность, %): 220 (60) [M+], 205 (100), 176 (48), 151 (18), 102 (10), 88 (19). (4-Цианофенил)фенилацетилен. Белый кристаллический порошок, т.пл. 109–110 °C (лит.т.пл. 108.5–109.5 °C). 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 7.59–7.66 (м, 4 H), 7.53–7.57 (м, 2 H), 7.36–7.40 (м, 3 H). 13С ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ = 132.0, 131.8, 129.1, 128.5, 128.2, 122.2, 118.5, 111.4, 93.7, 87.7. MS m/z (интенсивность, %): 203 (100) [M+], 176 (8), 151 (5), 75 (5). 2-(2-Фенилэтинил)пиридин. Светло-желтое масло. 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 8.60 (д.д., J = 5.10, 0.90 Гц, 1H), 7.68–7.59 (м, 3H), 7.51 (д.д., JZ8.10, 0.90 Гц, 1H), 7.37–7.33 (м, 3H), 7.23–7.19 (м, 1H); 13С ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ 149.9, 143.2, 136.0, 131.9, 128.8, 128.2, 127.0, 122.6, 122.0, 89.1, 88.4; MS m/z (интенсивность, %): 179 (100) [M+], 180 (17), 178 (40), 151 (13), 126 (8), 76 (9). (2-Трифторметилфенил)фенилацетилен. 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 7.61 (д, J = 7.6 Hz, 2H), 7.56 (д, J = 7.8 Гц, 1H), 7.50 (д, J = 7.6 Гц, 1H), 7.41 (д.д., J = 7.6, 7.4 Гц, 1H), 7.35 – 7.28 (m, 4H). 4-Хлорфенилацетилен. 91 %. Белый кристаллический порошок, т.пл. 46-47 °C (лит.т.пл. 45-46 °C). 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 7.30 (д, J = 8.6 Гц, 2H), 7.18 (д, J = 8.6 Гц, 2H), 2.96 (с, 1H). 13С ЯМР (100 МГц, CDCl3): δ 134.9, 133.3, 128.6, 120.5, 82.5, 78.2. 3-(4-Нитрофенил)проп-2-ин-1-ол. Светло-желтый порошок, т.пл. 152–153 °C (лит.т.пл. 150–151 °C). 1H ЯМР (400 МГц, CDCl3): δ 8.14 (д, J = 10.5 Гц, 2H), 7.55 (д, J = 10.5 Гц, 2H), 4.47 (д, J = 6.2 Гц, 2H), 1.67 (т, J = 6.2 Гц, 1H). Следует отметить, что после первых рециклов в реакциях Хека и Соногаширы также, как и в реакции Сузуки, катализатор приобрел темно серую окраску, по-видимому, вследствие образования нанокластеров палладия. На микрофотографии ПЭМ катализатора регенерированного катализатора четко наблюдались темные точки нанокластеров палладия диаметром 3-4 нм. Т.е. в последующих рециклах, вероятнее всего, принимает участие форма катализатора с восстановленным палладием. По данным элементного анализа фосфиновый лиганд в процессе рециклов катализатора не вымывается в раствор и остается в составе композита. По-видимому, именно это обстоятельство обуславливает малый размер кластеров палладия и их устойчивость к быстрому укрупнению, что привело бы к падению активности катализатора. Таким образом, на нескольких типах реакций кросс-сочетания с привлечением достаточно широкого круга арилгалогенидов, арилборных кислот, терминальных олефинов и ацетиленов показано, что комплекс палладия с трис(2,4,6-триметоксифенил)фосфином эффективен и достаточно универсален в качестве катализатора процессов образования связи углерод-углерод, а его композит с силикагелем является активным многоразовыми катализатором. Полученные фундаментальные данные могут быть использованы в экономичных и экологически безопасных технологиях тонкого органического синтеза. Данные (см. стр. 24-25, рис. 13) по эффективному катализу реакций кросс-сочетания микроколичествами “безлигандного” палладия (концентрационный метод стабилизации) на заключительном этапе 2013 г. побудили нас провести его гетерогенизацию на оксидный носитель. В качестве носителя была выбрана доступная окись алюминия для хроматографии с размером зерен 0.063-0.2 мм и диаметром пор 6 нм ( 9 нм) [Merck, Al2O3 60 (90), active basic (activity stage I), 135-162 м2/g]. В качестве источника “безлигандного” палладия использовался 0.1 М раствор Na2PdCl4 в метаноле. Синтез гетерогенного катализатора проводили по следующей методике: к 1 г оксида алюминия прибавили 1 мл 0.1 М раствор Na2PdCl4 (0.1 ммоль, ~0.01 г Pd), при этом характерная красно-коричневая окраска палладата быстро перешла в желтую. Образовавшуюся суспензию перемешивали на воздухе до полного испарения метанола, затем сушили при 80 оС в течение 1 ч. Получены 2 образца Pd/Al2O3(60) и Pd/Al2O3(90) весом по 1.29 г (выходы количественные). Образцы представляют собой порошки светло-желтого цвета. По данным атомно-абсорбционной спектроскопии образцы содержат по 1 вес% Pd. Исследование образцов было выполнено методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) показало наличие окисленной формы палладия линии спектра при и эВ На рис. 34 (спектр а) изображен РФЭС спектр образца Pd/Al2O3(90) в области энергии связи Pd3d электронов. Можно видеть, что Pd3d линия представлена дублетом линий 3d5/2 и 3d3/2 с максимумами при 338.1 эВ и 343.1 эВ, что соответствует окисленной форме палладия Pd2+. Сразу же следует отметить, что в регенерированном после проведения катализа образце палладий находится в нулевой степени окисления, линии при 335.4 и 340.6 эВ (спектр b). Синтезированы новые палладиевые комплексы с аминопиридиновыми, 1,2-азольными и 1,2,4-триазольными лигандами, разработан эффективный "концентрационный" метод стабилизации безлигандного палладия и активации фосфиновых комплексов палладия за счет монолигандных прекатализаторов, разработаны новые гетерогенные катализаторы. Полученные комплексы палладия и нанокомпозиты оказались универсальными и высокоэффективными катализаторами реакций Сузуки, Хека, Соногаширы в водных средах в отсутствие органических растворителей. Разработанные каталитические системы характеризуются высокими выходами целевых продуктов и простотой методик их выделения, небольшой продолжительностью реакций в сравнительно мягких условиях, низким расходом палладия и использованием воды как самой безопасной и экологичной реакционной среды. Полученные в проекте результаты по созданию новых эффективных гомогенных катализаторов реакций кросс-сочетания, изучение их каталитической активности (TON до 1∙106 и TOF до 6∙106 ч-1) на различных типах реакций кросс-сочетания, данные по их использованию на достаточно широком круге субстратов, разработка методик проведения каталитических реакций в водных средах, проверка эффективности созданных каталитических систем на практически значимых объектах - все это соответствует современному уровню исследований в области металлокомплексного катализа. Найденные очень простые решения (без необходимости введения в молекулу катализатора специальных гидрофильных групп) для проведения каталитических процессов в воде - самом экологически безопасном растворителе, аналогов на данный момент не имеют. Так, лекарственное средство дифлунизал (2',4'-дифтор-4-гидрокси-[1,1'-бифенил]-3-карбоновая кислота) получено количественно (водный этанол, 85 оС, 30 мин) на воздухе из 5-хлорсалициловой кислоты и 2,4-дифторфенилборной кислоты при катализе 0.0001 мол% Pd (в виде комплекса [LPdCl2]2, L - трис(2,4,6-триметоксифенил)фосфин). Аналогичный процесс получения этого сое-динения из 5-бромсалициловой кислоты описан в (J. Org. Chem. 2004, Vol. 69, No 23, P. 7919). Реакция проводилась в воде в строго инертной атмосфере при катализе комплексом палладия (2 мол%) с гидрофильным фосфиновым лигандом t-Bu-Amphos [(2-ди-трет-бутил-фосфино)-этил-N,N,N-триметиламмоний хлорид] и завершалась при комнатной температуре за 8 ч, давая целевой продукт с выходом 95%. Очень проблемными для реакции Сузуки вследствие легкости протодеборирования являются гетероарилборные кислоты (2-фурил-, 2-тиенилборная кислоты и т.п.). Нами разработаны очень эффективные методики кросс-сочетания с участием этих объектов (30 мин, 92-97%) в водном этаноле в температурном интервале от 20 до 85 оС для арилхлоридов, бромидов и иодидов при катализе 0.01 – 0.0001 мол% Pd (в виде комплекса [LPdCl2]2, L - трис(2,4,6-триметоксифенил)фосфин) (см. данные на рис. 18). Недавно для решения этой проблемы предложены прекатализаторы на основе монолигандых палладациклов 2-фенилэтанамина и [1,1'-бифенил]-2-амина с фосфиновым лигандом XPhos (2-дициклогексилфосфино-2′,4′,6′-триизопропилбифенил) (JACS, 2008, Vol. 130, No 21, P. 6686; Chem. Sci., 2012 DOI: 10.1039/C2SC20903A). Полученные прекатализаторы позволяют проводить реакции арилхлоридов с проблемными арилборными кислотами при комнатной температуре или при незначительном нагревании (2 мол% Pd, ТГФ-H2O, K3PO4, 20-40 оС, 30 мин, 89-95%). Однако, несмотря на высокие выходы, мягкие условия и небольшую длительность реакций, в целом процесс менее эффективен, поскольку требует существенно большего количества палладия, дорогостоящего фосфина и крайне токсичного тетрагидрофурана.