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均相手性催研究获可喜成果

点击数:27732013-12-04 09:08:09 来源: 武汉励合化学新材料有限公司,专注手性化合物的研究与生产

新闻摘要:均相手性催化具有高效、高对映选择性和反应条件温和等特点,但在大多数情况下,催化剂的用量都在1%~10%(摩尔分数),因此要实现这些催化反应在工业上的应用,必须解决昂贵催化剂的回收与再利用问题。

均相手性催化具有高效、高对映选择性和反应条件温和等特点,但在大多数情况下,催化剂的用量都在1%~10%(摩尔分数),因此要实现这些催化反应在工业上的应用,必须解决昂贵催化剂的回收与再利用问题。此外,对于医药等化工产品来说,绝少量的有害金属(催化剂)残留也是不允许的。因此,围绕解决手性催化剂的稳定性、催化效率以及实用性等问题,均相催化剂的负载化是一个有待解决的核心科学问题。针对传统负载催化剂的不足,以及随着组合化学、绿色化学、超分子化学等新兴学科的迅速发展,负载均相催化剂的研究得到了迅猛的发展。目前,已建立和发展了多种均相催化剂的负载与分离新方法、新概念,如纳米孔中的催化反应、有机-无机组装体催化体系、金属有机骨架(MOF)催化体系、负载液膜催化体系、自负载催化剂、树状大分子催化剂、以及温控相变催化体系等。最近,包括美国《化学综述》杂志在内的多种国际知名期刊均以专辑的形式介绍了该研究领域取得的最新成果。

近年来,我国科学家通过概念与方法的创新,在负载手性催化剂研究方面取得了可喜的进展。比如李灿和杨启华等发展了在纳米笼中封装手性催化剂的新方法,并实现了固体材料上的协同手性催化,这是微、纳米尺度多相手性催化的一个重要进展。另外,他们还成功合成了新型手性纳米孔材料,发现纳米孔的“限域效应”可以显著影响反应的手性识别与传递过程,获得比相应的均相催化更好的结果。手性微环境在光促进的手性转化中也存在类似的效应,佟振合和吴骊珠等以分子聚集体为微反应器,成功地控制了多个光化学反应的方向、提高了反应的化学选择性、区域选择性和立体选择性。最近,陈华等发展了一种新型的基于纳米金属簇的异相手性催化剂,他们以非手性膦配体为稳定剂、手性二胺为修饰剂,实现了负载型铱纳米金属簇催化的简单芳基酮的高对映选择性氢化反应。陈新滋和范青华等发展了可溶性线型手性聚合物催化剂,实现了“一相催化,两相分离”,获得了比均相催化更好的催化性能。范青华等以可溶性树状大分子为载体,发展了三维有序、结构精确可控的负载催化剂,克服了传统负载手性催化剂结构不明确、传质困难等缺点,通过对树状分子微环境的调控,观察到显著的正的“树状分子效应”,如在铱催化喹啉的不对称氢化中显示出极高的活性和优秀的对映选择性,催化剂可以方便的回收和循环使用。邓金根等合成了系列新型的树状分子手性二胺配体,在手性催化的转移氢化反应中取得了优异的对映选择性,以及催化剂的方便分离与循环使用。赵刚等发展了末端含有手性脯胺醇基元的树状分子催化剂,在多类碳-碳键不对称形成反应中取得了优异的结果。丁奎岭等突破传统思路,提出了手性催化剂“自负载”的概念,利用手性有机-金属组装体的手性环境、催化活性以及在有机溶剂中的难溶性,实现了包括羰基-烯、氧化和不对称氢化等在内的多个非均相手性催化反应的高选择性、高活性,为手性催化剂的负载化开辟了一个新的思路。

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