固载催化剂用于不对称氢化反应
不对称催化氢化
手性是自然界的基本属性，构成生命 体系生物大分子的基本单元例如碳水化合 物、氨基酸等大部分物质都是手性分子。 生物体内的酶和细胞表面的受体也是手性 的，因而具有生物活性的物质例如香精、 香料、农药、医药等，当它们与其受体相 互作用时大多以手性方式进行。这种授体 与受体之间的手性作用，使得很多手性药 物的对映体都以不同方式参与作用并产生 不同的效果。
官能化烯烃的立体选择性氢化反应取 得了很好的结果.
取代基对氢化反应的影响
• 其它的反应情况
（5）一些有用的实例
a、美国孟山都公司在20 世纪70 年代中期就成功应 用不对称氢化反应合成L- 多巴, 使用的催化剂为Rh /DIAMP+, n ( 底物) ∶n ( 催化剂) =20 000 ∶1, 得到 94%单一对映体。
1980 年Noyori等发展的BINAP 配体, 不 仅具有轴手性的结构特征,而且在不对称氢 化之外, 还适用于多个不对称反应过程, 如不 对称异构化反应用于光学活性薄荷醇的工 业化生产, 这也是Noyori 获得Nobel 奖的主 要原因之一。
1991年M.J. Burk发现了二膦配体DuPhos
（3）α-和β-羰基羧酸衍生物的不对称氢 化反应：
• α-和β-羰基羧酸衍生物可以是α-和β-羰基酸 酯、羰基酰胺及羰基内酯等。这些化合物 的不对称氢化反应，生成相应的具有光学 活性的α-和β-羟基基酸酯、羟基酰胺及羟基 内酯等。它们是合成许多重要化合物的中 间体。
• 利用β-羰基酰胺的不对称氢化反应，成功合 成了抗抑郁药物Fluoxetine的重要中间体— 手性β-羟基酰胺
• 近年来，对酮的不对称氢转移反应做 了很多研究。人们发现Rb、Ru、Ir等 金属配合物是芳基、烷基酮不对称氢 转移反应的有效催化剂。
有机催化剂在不对称合成中的应用_傅滨
2006年第26卷有机化学V ol. 26, 2006第7期, 899～905 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 7, 899～905* E-mail: fubinchem@Received May 26, 2005; revised September 26, 2005; accepted December 1, 2005.国家自然科学基金(No. 20372001)资助项目.900有 机 化 学 V ol. 26, 2006由简单的有机小分子组装而成, 对前生命物质的合成研究有重要的意义.在催化Mannich 反应中, L -脯氨酸同样显示出不同寻常的催化性能, Barbas 等[6]详细研究了L -脯氨酸催化的Mannich 反应, 不管是一锅“三组分”反应(Eq. 1)还是酮与N-PMP 保护的乙醛酸酯亚胺部分反应(Eq. 2), 都给出收率和对映选择性比较好的β-氨基酮产物5或7.此外, L -脯氨酸在Michael 加成[7]、胺基化[8]、Knoevenagel 缩合[9]等反应中同样显示出比较好的催化效果. 鉴于其结构简单, 价廉易得, 具有催化多样性, 因而成为有机小分子催化剂的杰出代表.关于脯氨酸催化羟醛缩合反应的机理已有非常详细的报道[10]. 脯氨酸是一个带有仲氨基官能团的天然氨基酸, 有很高的亲核性, 能够和羰基形成烯胺或亚胺离子. 羧酸基充当Brønsted 酸, 通过给出氢质子形成氢键活化羰基. 分子内和分子间羟醛缩合反应只有一个脯氨酸参与过渡态的形成, 优势过渡态中, 羧酸基处于将要形成的C —C 键的反式位置. Mannich 反应中E 式亚胺比Z 式更稳定. 两种不同的过渡态决定了不同构型的主要产物(如图1所示). 因此在反应中脯氨酸作为双官能团催化剂进行催化.图1 两种反应过渡态比较Figure 1 Comparison of two reaction transitions许多从L -脯氨酸衍生出的其它催化剂被广泛研究报道, 除了少数催化剂之外, 大部分的催化性能都低于旋光性的脯氨酸[11]. 二胺8和带有四唑侧链的四氢吡咯9对Mannich 反应显示出非常好的催化活性和对映选择性[12]; 二胺10在Michael 加成中表现出一定的优越 性[13]; 含有手性羟基酰胺侧链的催化剂11对羟醛缩合反应呈现高催化活性和对映选择性(99% ee 值)[14], 其过渡态中的双氢键活化机理为新型催化剂的设计提供了理论依据. 最近报道的12能够高产率地催化醛-酮缩合得到1,4-共轭加成产物[15].可与L -脯氨酸相媲美的胺类催化剂是由MacMillan 发展的咪唑啉酮盐13和14, 它们在环加成反应和傅-克反应中显示出优良的催化活性和对映选择性[16]. 反应过程首先是羰基化合物与仲胺缩合形成亚胺离子, 它的LUMO 轨道由于与π体系(烯烃或芳香环)共轭而能量降低, 这样环加成时亲双烯体被活化, 傅氏反应时亲电试剂被活化. 咪唑啉上的取代基对反应的对映选择性影响较大, 5-位较大的苄基使得双烯体从暴露的Si -面进攻而导致产物的高对映选择性; 同时反应底物的结构对反应活性和催化对映选择性影响很大(图2).图2 亚胺离子中间体 Figure 2 Imine ion intermediate研究表明如果催化反应仅仅用咪唑啉酮, 而不用其盐, 反应活性非常低, 环加成时仅得到5%收率的产物,必须将其与强质子酸形成盐, 才能发挥它的催化活性和对映选择性. Bolm 等[17]阐明了质子化的催化剂对反应的催化机理. 而且质子酸的阴离子部分起着很重要的作用. 常用的酸为三氟甲磺酸, 有两方面作用: 一是加快形成烯胺的速率; 二是通过氢键使底物立体定向. 二胺No. 7傅滨等：有机催化剂在不对称合成中的应用9018与三氟乙酸成盐后也可高效催化直接的羟醛缩合反应(88% 收率和93% ee 值)).最近MacMillan 应用咪唑啉酮14催化醛-醛的羟醛缩合反应得到非常好的结果(58%～90% 收率和90%～97% ee 值)[18]; List [19]用13催化分子内Michael 加成反应, 最高达99%的收率和97% ee 对映选择性. 相信随着时间的推移, 咪唑啉酮在催化反应中的应用会更加广泛.2 铵盐、唑盐类催化剂2.1 铵盐催化剂一些季铵盐类相转移催化剂用于各种催化反应, 如烷基化、与硝基烷共轭加成等呈现出好的催化活性[20]. 这些季铵盐作为双官能团, 既活化亲核试剂, 又活化亲电试剂, 在催化反应中显示出比较好的活性和对映选择性, 研究最多的是金鸡钠碱及其衍生物季铵盐15, 其中R 1和R 2为较大基团时, 催化反应的对映选择性更好, 应用于烷基化和氢硅烷化反应可以得到中等程度以上的收率和对映选择性, 季铵盐的阴离子部分对催化活性有重要影响, F －, HSO 4－表现出最好的催化活性, 详细的机理尚不十分清楚. Maruoka 等[21]报道各种阴离子季铵盐15催化烯醇硅醚的羟醛缩合, 反应活性非常好, 同时获得中等的对映选择性. 为了提高催化剂的对映选择性, 含C 2轴的催化剂16[23]和17被合成出来, 16用于烷基化和Michael 加成都取得了比较好的结果. 比较吸引人的是仅用2 mol%的双氟季铵盐17催化硝基硅烷与α,β-不饱和醛的共轭加成给出非常好的结果[21](Eq. 3). 同时Maruoka 为我们展现了季铵盐在其它不对称反应方面的应用潜力. Nájera 等[22]最近报道了用N 端或O 端支载的的金鸡钠碱季铵盐催化烷基化反应得到最高90%的收率和90% ee 值的对映选择性(Eq. 4). 固载化的催化剂通过过滤或洗涤能够很方便地回收, 循环使用三次而活性和对映选择性不失. 总体来讲, 催化活性和对映选择性高的铵盐催化剂数量仍然不多, 有待于进一步开拓.2.2 唑盐类催化剂20世纪90年代, Schneider 等[24]揭示了含有手性噻唑环的VB 1在蛋白酶的生物活性中起着重要的作用, 模拟其活性结构, 许多噻唑盐和其它唑盐催化剂被合成出来应用于有机反应.2004年Suzuki 等[25]报道了噻唑盐23催化的分子内醛-酮的苯偶姻反应, 最高收率达到89% (Eq. 5). 与此同时Johnson [26], Enders 等[27]报道了利用一系列噻唑盐和三唑盐催化醛的苯偶姻反应, 不仅获得高收率的产物而且对映选择性也很好. 应用1.25 mol%的高氯酸三唑盐25催化各种取代苯甲醛的偶姻反应, 收率和ee 值都在中等程度以上(Eq. 6), 当用旋光性的四氟硼酸三唑盐26催化该反应, 收率可达100%, ee 值达95%. 足够的噻唑盐和碱对反应是必需的, 醛与噻唑卡宾生成酰基负离子的等价物, 从而与另一醛发生亲核进攻偶联主要得到偶姻产物, 另有少量副产物——羟醛缩合产物产生. 低温和富电子的芳香醛等因素更有利于不对称诱导. 反应通过卡宾机理启动, 如图3所示, 唑盐在碱性条件下产902有 机 化 学 V ol. 26, 2006图3 苯偶姻催化循环反应机理Figure 3 Catalytic cycle of benzoin condensation生卡宾, 与醛形成亚胺离子中间体, 然后脱氢产生酰基负离子的等价物, 再与另一醛发生加成, 形成α-羟基酮, 唑环上的取代基对反应活性和对映选择性影响比较大.唑盐催化剂在Stetter 反应方面显示出比较好的催化性能. 三唑盐25催化芳香醛32的分子内偶联反应得到33[27](最高81%收率, 95% ee 值)(Eq. 7). 反应同样是经过卡宾中间体进行的, 但仅对于芳香醛的催化结果比较好, 对于脂肪醛和分子间的Stetter 反应催化效果不理想.Scheidt [28]利用噻唑盐23催化酰基三卤硅烷与不饱和酮经过Stetter 反应产生1,4-二酮36, 然后直接与胺缩合得到不同取代的吡咯化合物37(Scheme 1).Scheme 1Glorius [29]用5 mol%的咪唑盐27催化α, β-不饱和醛与与芳香醛酮的共轭偶极加成, 获得中等程度以上收率的内酯产物40 (Scheme 2). 而用噻唑盐催化该反应只得到少量的苯偶姻产物.Scheme 23 氮氧化物催化剂早在1998年, Nakajma [30]利用10 mol%的联喹啉型N ,N -二氧化物催化醛的烯丙基化反应, 获得比较好的收率(68%～91%)和对映选择性(49%～92% ee 值). 2003年, Malkov 等[31]应用41催化醛与烯丙基三氯硅烷反应给出最高96% ee 值的对映选择性. 有趣的是溶剂不同能够影响反应活性和产物的构型. 当R ＝CH 3时, 在CH 2Cl 2中, anti -异构体产物为主. 在CH 3CN 中. syn -异构体产物为主. 最近Hayashi 等[32]报道了联吡啶型N -氧化物催化各种取代芳香醛的烯丙基化反应, 仅用0.1 mol%催化剂42即可达到66%～96%的收率和56%～94%的对映选择性(Eq. 8), 机理被认为是氮氧化物与烯丙基三氯硅烷、醛形成椅式六元环过渡态得到主要异构体产物, 按照开链过渡态仅得到少量异构体(图4).图4 不同产物异构体的过渡态Figure 4Transition of different product isomers以上所述氮氧化物是以偶极离子形式作用于催化反应, 另外氮氧自由基能够进行各种催化氧化反应[33], 如TEMPO, PINO 及其衍生物(有时加入金属Cu, Ru 等No. 7傅滨等：有机催化剂在不对称合成中的应用903离子作为辅助催化剂)可以将醇氧化为醛或酮, 将芳烃的侧链甲基氧化为羧酸, 反应过程涉及氮羟基化合物被氧气或过氧化氢氧化形成自由基活性氧化剂, 然后从反应底物中夺取氢原子. 该反应类似于生物体内的氧化-还原过程, 由于这些自由基氧化剂容易制备, 反应条件温和, 已经被用于多种化合物的氧化反应.4 有机磷催化剂有机磷不仅在金属络合物催化方面是广泛应用的配体, 同时也可单独作为有机催化剂来使用. 由于磷原子体积比较大, 可极化性大, 因此烷基膦亲核性比较强, 而碱性远远弱于相应的胺. 如三烷基膦的亲核性是三乙胺的100倍, 而碱性仅是它的1%. 烷基磷或芳基磷在Baylis-Hillman 反应中显示出比较好的催化活性[34], 用三苯基膦催化不饱和酮44与N -磺酰基苯甲酰亚胺(45)反应提供67%～92% 收率的偶联产物46, 如改用含膦和羟基的双官能团催化剂47进行该反应时, 收率达到82%～96% (Eq. 9).此外, 有机磷对活性烯或炔的Michael 加成反应也显示出比较好的催化性能.5 醇、酚型催化剂手性醇、酚类质子催化剂在有机催化反应中显示出良好的催化活性和对映选择性, 其催化过程往往是通过双氢键活化羰基进行的.Rawal 等[35]报道了TADDOL (48)催化活性二烯与各种醛进行的Diels-Alder 反应时, 给出52%～97%的收率和86%～98% ee 值. 48中两个羟基与底物醛形成氢键, 从而使羰基活化. 如果羟基被单甲基化或双甲基化后, 则收率降至5%以下. Braddock 等[36]研究了平面型的菲酚49催化Diels-Alder 反应, 反应速率提高2～30倍, 但产物没有检测到旋光性. 最近Yamamoto [37]报道了48催化烯胺的亚硝基羟醛缩合反应, 不同碳环的烯胺与亚硝基苯反应, 获得了比较好的收率和对映选择性(Eq.10).Schaus 等[38]应用二酚53催化α,β-不饱和环己酮50与各种醛51进行Baylis-Hillman 偶联反应, 给出比较好的收率和对映选择性52 (Eq. 11, 67%～96% ee 值). 尤其是脂肪醛对共轭不饱和酮的加成比芳香醛有更好的选择性. 该反应是三乙基膦与联苯二酚化合物53共同催化的结果.6 硫脲类催化剂Ricci 等[39]利用硫脲衍生物54催化硝基共轭烯对各种芳香体系56的傅-克烷基化反应, 无溶剂条件下往往得到收率比较高的57, 有的甚至高达100% (Eq. 12). 其双氢键活化硝基的机理如图5所示. 作者比较了脲类及硫脲类催化剂的反应性能,硫脲呈现更好的催化活性.904有 机 化 学 V ol. 26, 2006图5 脲通过氢键活化机理Figure 5 Activation mechanism of hydrogen bondJacobsen [40]详细研究了结构比较复杂的硫脲55的一系列衍生物对Streck 反应的催化性能, 当55中R 1和R 2为t -Bu, R 3为COOBu-t 时催化反应可以得到极好的收率和对映选择性(Eq. 13), 55催化Mannich 反应也可达到96%转化率和90%的对映选择性. 酚羟基如果被甲基化后, 催化选择性会大大降低. 结果同样证明氢键作用对催化反应是极其重要的.7 过氧化酮催化氧化剂烯烃的不对称环氧化是非常重要的一类反应, 通过该反应可以合成许多有价值的天然产物、药物及化学中间体. 除了由金属络合物催化剂来实现该反应, 还可以由有机小分子催化来完成. 从手性酮被臭氧氧化得到的手性过氧化酮是非常好的不对称环氧化剂, 这部分内容已有比较详细的综述[41], 在此不再赘述.8 结束语除了以上评述的几类有机小分子催化剂之外, 还有其它许多种, 随着时间的推移, 新结构类型的催化剂将不断涌现, 新催化反应的应用将不断被发掘. 尽管有些反应机理不十分清楚, 但已在不对称合成中得到应用, 尤其是在形成碳－碳键的不对称反应中显示出潜在的应用前景. 国内关于有机催化反应的报道相对较少[42], 在此仅就主要的有机催化剂进行分类总结, 介绍它们在不对称反应中应用的最新进展.尽管各种类型和结构的有机小分子催化剂不断出现, 在许多反应中显示出它们的催化活性和应用前景. 与金属络合物催化相比, 有机催化剂的种类以及被研究的有机催化反应数量还非常有限. 目前的大部分有机催化反应对反应底物依赖性比较大, 底物结构稍一改变就有可能导致产率和对映选择性的大大下降, 如何使催化剂更具有普遍适用性, 提高基团的兼容性, 提高催化选择性(包括化学选择性、区域选择性、立体选择性), 仍然是面临的挑战性问题. 与金属催化相比, 有机催化剂通常用量比较大, 反应时间较长, 而以离子液体为溶剂、将催化剂固载化等手段有利于提高催化剂的活性和催化剂回收使用率; 总之如何降低催化剂的用量, 提高催化剂的效率, 仍然有巨大的发展空间. 随着量化计算对结构与性能关系的介入和催化反应机理研究的深入, 新的高效和高对映选择性的有机催化剂将不断涌现, 有机小分子催化的有机合成必将为资源的合理利用、生态环境的保护和人类的生命健康提供又一强有力的工具.References1 (a) Hajos. 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钌系催化剂在不对称催化氢化反应中的应用
钌系催化剂在不对称催化氢化反应中的应用何伟平20083310 应化08-1班摘要：潜手性酮不对称加氢生成的手性仲醇是合成手性药物和精细化学品的重要中间体，钌催化剂对催化无论是简单酮还是β-酮酸酯的不对称加氢反应具有显著的优越性。
关键字：不对称氢化、钌、酮、β-酮酸酯。
不对称催化反应作为一个手性增量过程已成为人工合成旋光性产物最有效的手段之一。
其中不对称氢化反应发展较快,是研究得较多的一类反应。
不对称催化具有容量大、产率高、反应速度快、产物分离相对容易、催化剂的手性易于通过改变配体来修饰等优点，使该领域成为国际化学家研究的热点。
酮的不对称催化加氢已成为合成手性醇最重要的方法之一，而钌催化剂对催化酮的不对称加氢反应具有的高活性和高对映选择，使它一直被各国化学家所关注。
本文对钌系催化剂不对称催化氢化简单酮和β-酮酸酯的最新进展进行综述。
1 简单酮的不对称氢化对不含官能团的简单芳香酮来说，由于除酮羰基外不具有与催化剂中心金属进行配位的辅助功能基团, 因此导致钌-膦配合物催化剂对这类酮加氢的对映选择性不高。
直到1995年Noyori发现Ru(Ⅱ) –BINAP-diam ineKOH催化体系后，才使得简单芳香酮的不对称催化加氢在催化活性和对映选择性上有了突破性的进展。
此后，膦配体、钌、手性二胺形成的三元配合物常用作简单酮进行不对称催化氢化反应的催化剂。
图1 可能的过渡态机理研究表明，手性双胺双膦钌催化剂之所以获得很高的催化活性和对映选择性. 一个可能的原因是：在反应过程中，上述催化剂可与反应底物酮生成催化活性的六元环过渡态。
首先，手性胺膦钌络合物在碱的作用下生成Ru-H 络合物，红外光谱已证实了该结构的存在。
此外，手性配体中的“NH”官能团，在催化反应过程中，通过形成氢—氧键，可能生成电荷交替的六元环过渡态（图1）。
同时，催化剂各配体的存在使底物酮只能沿着特定的反应通道与催化剂络合，从而有利于单一对映体产物的生成。
固载催化剂用于不对称氢化反应
三、无机材料固载
无机载体具有高的强度及对有机溶剂的稳定性，能在很大程度 上避免高分子载体带来的溶胀问题。从20世纪80年代中开始，使用 无机材料来固载手性催化剂。
Raynor等人报道了一个特殊的固载到MCM-41的二茂铁类手性 膦配体 [11]。
活性金属：Pd 底物反应： 尼古丁酸乙酯的催化氢化反应 转化率：50% ee值：17%
活性金属：Ru 底物： 转化率： 酮酸酯 [8] 接近100% 前手性芳基酮 [9] 接近100% 脱氢氨基酸 [10] 接近100% ee值： 最高为94% 最高为99% 最高为78% 循环次数： 3-4次 3-4次 3-4次
[8] Lamouille T, et al, Tetrahedron Lett., 2001, 42, 663 [9] ter Halle R, et al, Synlett, 2000, 680 [10] ter Halle R, et al, Tetrahedron Lett., 2000, 41, 3323
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固载型硫脲催化不对称反应研究进展
随后, Takemoto小组以硫脲-叔胺结构的双功能基催化剂4a对 β-硝基 烯与 γ,δ-不饱和 β-酮酸酯的 Michael 加成反应（9），反应的对映体过 量值可达到（85％-92％）。
Jorgensen 小组报道了双功能硫脉催化剂 catg催化的吲哚、1,3一二碳基 化合物对a,β一不饱和乙酞磷酸醋类化合物的共扼加成反应。研究发现,不饱 和的乙酞磷酸酷化合物是很好的 H键受体底物 ,可以通过氢键相互作用很好的 和硫脲结合 ,从而控制反应的立体选择性。该反应被定义为双亲核反应,反中 乙酞磷酸不饱和酷被认为是酷或者酰胺的作用一样的 ,通过第二部的亲核反应 对反应进行淬灭,得到了高的产率和对映选择性(scheme26)。
Jacobsen 小组报道了一种简单的 N- 乙酰基硫脲催化剂 2c, 体 系同时加入分子筛能很好的催化mannich反应（6），获得很高的 对映选择性(97% ee)和非对映选择性(16\1 dr)。
Deng 小组 ,利用他们合成的奎宁类硫脲催化剂 cat9 催化的丙 二酸酯类和亚胺之间的Mannich反应,得到的产物经过一步反应就 可以合成氨基酸,显示的极大的应用。
MartinD.smith 小组报道了一类新的硫脲催化剂 , 作者从天然的酶和蛋 白质之间积极的协同作用出发 ,设计出了含有β一转角结构的硫脲催化剂 cat 30。作者催化的N一Boc保护的醛亚胺和烯醇硅醚之间的Mannich类型反应,得 到了很好的产率和对映选择性。
Deng小组以金鸡纳碱硫脲作为催化剂,催化丙二酸二酯和N-BOC保护的亚 胺进行不对称 Mannich反应,通过条件筛选,在最优条件下 ,获得了高达99%的 收率。底物适用性也不仅仅局限于芳香亚胺，脂肪亚胺作为受体也可以进行 很好的反应。实验结果表明,催化剂与底物间的氢键作用对反应取得高的选 择性起了关键作用。
芳香杂环化合物不对称催化氢化反应的研究进展
2005年第25卷有机化学V ol. 25, 2005第6期, 634～640 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 6, 634～640ygzhou@*E-mail:Received August 2, 2004; revised October 25, 2004; accepted November 23, 2004.No. 6卢胜梅等：芳香杂环化合物不对称催化氢化反应的研究进展635坏稠环的芳香性比完全破坏单环的芳香性所需能量低. 另外, 芳香杂环化合物的氢化比非芳香杂环化合物容易, 这一方面因为杂原子对所在的环有活化作用; 另一方面, 杂原子上的孤对电子可参与和催化剂的金属原子配位, 使催化活性中心靠近底物从而发生氢化反应. 所以在芳香稠杂环化合物氢化时, 一般都是含杂原子的环被氢化[5].在均相催化体系中, 第一例报道的芳香杂环化合物的氢化是在1987年, Murata 等[8]使用原位产生的(＋)-(DIOP)RhH 作催化剂, 乙醇作溶剂, 室温下对2-位取代的喹喔啉1进行不对称氢化(Eq. 1), 反应需36～72 h, 产物2-甲基-1,2,3,4-四氢喹喔啉只有3%的对映选择性(Table 1, Entry 1). 虽然ee 值很低, 但毕竟实现了对芳香杂环化合物均相不对称氢化, 为后来致力于研究芳香杂环化合物不对称氢化的工作者开辟了道路.1998年, Bianchini 研究小组[9]利用邻位金属化铱的二氢复合物fac -exo -(R )-[IrH 2{C 6H 4C*H(Me)N(CH 2CH 2- PPh 2)2}] (L1) 作催化剂, 实现了对2-甲基喹喔啉(1)的高对映选择性氢化, 取得了高达90%的ee 值(Table 1, Entry 2), 但转化率只有54%, 当转化率为97%时, ee 值为73% (Table 1, Entry 3), 反应要在100 ℃进行, 甲醇和异丙醇是最好的溶剂选择. 这是目前对2-甲基喹喔啉氢化取得的最好结果. 同一研究组在2001年又报道了用[(R ,R )-BDPBzPIr(COD)]OTf 和[(R ,R )-BDPBzPRh(NBD)]- OTf 作催化剂, 对2-甲基喹喔啉(1)进行氢化[10], 但ee 值不理想, 分别为23%和11% (Table 1, Entries 4 and 5). 在反应中, 他们发现铑的活性比铱的高, 但对映选择性低.2003年, Henschke 和Casy 等使用Noyori 的RuCl 2-氢化为模型反应, 50 ℃, 3.0 MPa 的氢气压力下, 对一系列的手性双磷配体和手性二氨的组合进行了筛选,结果发现(S )-xyl-hexaPHEMP (L3)和(S ,S )-DACH 的组合取得了较好的结果(73% ee ) (Table 1, Entry 6), 所有反应20 h 内转化率都在94%以上, 且S /C 为1000/1[11]. 该催化体系的活性很好, 但对映选择性只是中等.表1 2-甲基喹喔啉的不对称氢化Table 1 Asymmetric hydrogenation of 2-methylquinoxaline Entry Catalyst Yield/%ee /%1 (＋)-(DIOP)RhH 72.0 32 L1 53.7 90a 3L196.5 73b4 [L2Ir(COD)]OTf 40.7 23a5 [L2Rh(NBD)]OTf 93.2 11a6 RuCl 2/L3/(S ,S )-DACH 99.0 73caCH 3OH 作溶剂; b i -PrOH 作溶剂; c t -BuOH 作溶剂.2000年, Ito 等[12]首次报道了对N -Ac 和Boc 保护的2-位取代吲哚进行不对称催化氢化(Eq. 2), 反应在60 ℃下完成, 取得了最高为95%的ee 值. 他们使用的是一个反式鳌合配位的二茂铁双磷配体L4, 金属前体是[Rh(NBD)2]SbF 6. 这一催化体系对2-位取代的N -Ac 保护的吲哚, 无论是收率或对映选择性都取得了令人满意的结果, 碱碳酸铯的加入是取得高对映选择性所必须的. 对N -Boc 保护的吲哚氢化对映选择性不如N -Ac. 但对于3-位取代的N -Ac 保护的吲哚2在上面标准条件下, 反应不能转化完全, 除了所要的氢化产物3外, 还得到了N 上Ac 被脱除的产物4 (Eq. 3).636有 机 化 学 V ol. 25, 2005为了提高3-位取代吲哚类化合物氢化的选择性, 同一研究组又用同一催化体系对3-位取代吲哚的氢化进行了深入研究, 他们考察了用N -Boc, N -Ts, N -Ms, N -Tf 代替N -Ac 对反应的转化率和对映选择性的影响, 结果发现N -Ts 保护的3-位取代吲哚5给出最好的结果(Eq. 4), 其转化率能达到100%, 并且最高能获得98%的ee 值[13].在2003年, 周永贵等[14]首次实现了对2-位取代喹啉的对映选择性氢化(Eq. 5), 他们使用的是[Ir(COD)Cl]2/ L5/I 2/Toluene 的催化体系, 在室温下即可以进行反应, 并取得了最高为96%的ee 值. 这一催化体系对羟基和酯基等官能团无影响, 对3-位或4-位取代的喹啉的氢化活性低, 且产物基本是消旋的. 碘的存在是取得高活性和高对映选择性所必须的, 如果没有碘, 反应不能进行. 利用这一催化氢化的方法学, 可以方便地合成一系列2-位取代的1,2,3,4-四氢喹啉类的天然产物6, 7 [15]和一些药物8的关键中间体.对于稠环其它类型的芳香杂环化合物如异喹啉、苯并呋喃、苯并噻吩等均相的不对称氢化还未见报道. 1.2 芳香单杂环化合物的不对称催化氢化氢化芳香单杂环化合物比氢化稠环的要困难, 因为完全破坏一个单环的芳香性比部分破坏一个稠环的芳香性所需能量更多, 因此, 对单环杂环芳香化合物的不对称氢化更具有挑战性. 文献报道均相体系中氢化芳香单杂环化合物第一例是1997年, Fuchs [16]利用[Rh(NBD)- Cl]2/L*/MeOH 的催化体系对2-位取代的吡嗪羧酸衍生物进行了氢化(Eq. 6), 使用的手性配体是二茂铁衍生的双磷化合物L6, 对N -叔丁基吡嗪酰胺(9a )最高取得了78%的ee 值, 对于简单的2-吡嗪羧酸甲酯(9b )的氢化, 只获得3.6%的ee 值.2000年, Studer [17]尝试对单取代的吡啶17 (Eq. 7)和呋喃18 (Eq. 8)进行不对称氢化.经过一系列的条件优化, 他们发现Rh(NBD)2BF 4为最佳的金属前体, 催化剂用量为5%, 反应在10.0 MPa, 60 ℃下进行, 当用DIOP 作配体时, 2-吡啶甲酸乙酯取得了最高为27%的ee 值(Table 2, Entry 1), 但转化率只有41%; 当BINAP 作配体时, 转化率为100%, 但ee 值只有25% (Table 2, Entry 2). 对3-位取代吡啶的氢化显得更加困难, 收率低, 对映选择性也低. 如3-吡啶甲酸乙酯, 除了所要的完全氢化产物外, 还有较多的部分氢化的产物, ee 值最高仅为17% (Table 2, Entry 6). 对2-呋喃甲醇的氢化虽然收率高, 但产物几乎是消旋的, 最高ee 值为仅7% (Table 3, Entry 1). Rh(NBD)2BF 4/PPF-P(t -Bu)2的组合对2-呋喃甲酸取得了最高为24%的ee 值, 但收率只有3% (Table 3, Entry 4).当Cy 2PF-PCy 2作配体时, 收率为100%, 但ee 值仅为1% (Table 3, Entry 5). 甲醇或乙醇是该类反应的最好溶剂, 反应需在60 ℃, 10 MPa 的氢气压力下进行, 条件比较剧烈, 催化剂用量高, 且对映选择性较低.均相体系中, 对芳香单杂环化合物的不对称氢化的例子不多, 而且结果不好, 这是一个有待于进一步深入探索的研究领域.No. 6卢胜梅等：芳香杂环化合物不对称催化氢化反应的研究进展637表2 取代吡啶羧酸及酯的不对称催化氢化Table 2 Asymmetric hydrogenation of substituted pyridine carboxylic acids and esters EntryR L * Yield/%ee /%1 2-CO 2Et DIOP 4127 2 2-CO 2Et BINAP 96 25 3 2-CO 2Et BDPP 97 9 4 2-CO 2H Cy 2PF-PPh 2 100 25 5 3-CO 2Et DIOP 52 126 3-CO 2Et BDPP 45 177 3-CO 2H Cy 2PF-PCy 2 8 17 8 3-CO 2HPPF-P(t -Bu)2 5 6表3 取代呋喃的不对称催化氢化Table 3 Asymmetric hydrogenation of substituted furan EntryR L*Yield/% ee /% 1 CH 2OH BINAP 91 7 2 CH 2OH PROPHOS 98 5 3 CH 2OH DIOP 98 44 COOH PPF-P(t -Bu)2 3 245 COOHCy 2PF-PCy 2 100 12 非均相的不对称催化氢化非均相的催化氢化体系与均相相比具有催化剂回收方便、操作简单等优点, 从而引起了人们广泛的研究兴趣. 近年来已经有一些科学家把非均相的催化氢化体系应用到芳香杂环化合物的不对称氢化中. 1992年Brunner [18]等发现在硅胶上Rh(I)的金属前体和手性双磷配体反应生成的手性催化体系, 在NaH 2PO 4/Na 2HPO 4 (pH 7)组成的缓冲溶液中, 能选择性地氢化叶酸的杂环部分, 所得到的5,6,7,8-四氢叶酸在DNA 碱前体的生物合成中起着重要的作用. 接着, 他们又经过对金属前体、手性配体和担载物的优化后, 发现能与[Rh(COD)- Cl]2形成七元环的配体(－)-BPPM 和(－)-DIOP 的效果最好, 硅胶Merckosorb SI60 是最佳的担载物, 取得了最高为92.3%的de 值[19](Eq. 9). 这一非均相催化体系对其它类似底物的氢化未见报道.Hegedus [20]用手性脯氨酸甲酯作手性诱导试剂,10% Pd/C 作催化剂, 加热下对3-吡啶甲酸进行非对映选择性氢化. 溶剂对此反应速度有较大影响, 但对选择性影响不大. 甲醇和乙酸乙酯都是较好的溶剂. 在室温,即使10 MPa 的氢气压力下也不反应. 高温有利于转化率提高, 但选择性降低.经过条件优化, 他们在50 ℃,5.0 MPa 的氢气压力下, 反应10.5 h, 对2-位取代的吡啶羧酸10的氢化可获得79%的de 值(Eq. 10), 对3-位取代的吡啶羧酸11的氢化可获得94%的de 值(Eq. 11), 对2-位取代吡啶盐12的氢化可获得98%的de 值(Eq. 12), 但后经证实, 此结果并没有重复性, 可重复的最高de 值为30%[21a].638有 机 化 学 V ol. 25, 2005Pinel 和Besson 等[21]利用手性脯氨酸酯及其衍生物作辅助试剂, 先与2-甲基-3-吡啶甲酸反应, 然后用Rh/C 和Rh/Al 2O 3作催化剂, 对所生成的2-甲基-3-吡啶甲酸衍生物进行氢化(Eq. 13). 他们考察了催化剂、温度、溶剂、手性诱导试剂等对氢化反应的影响, 经过一系列实验, 他们发现Rh/Al 2O 3 (3.8%)和Rh/C (4.2%)的活性最好, 但前者的选择性好. 用他们作催化剂时, 随着温度升高, 反应速度增加, 但前者选择性降低, 而后者则不受影响. 甲醇是较好的溶剂, 酸的加入并没有提高选择性. 手性的泛酸内酯是最好的诱导试剂, 诱导的de 值最高为35%. 后来他们又尝试用其它方法来提高选择性, 结果并不理想[21b].Studer 等[22]使用10,11-二氢辛可尼定改性的钯催化剂对3-位取代的吡啶羧酸酯进行氢化(Eq. 14), 获得了手性的哌啶, 但首先要经过一步Pd/C 氢化获得四氢化物. 他们也尝试了Rh/C, Rh/PtO 2等金属催化剂, 但结果都不好. 经过一系列的筛选, 他们发现5% Pd/TiO 2在DMF/H 2O/AcOH (1∶1∶0.001, 体积比)中取得了最好的对映选择性(24% ee 值), 但收率仅有10% (Table 4, Entry 3), 且此结果重复性不好. 此反应需在50 ℃, 13.0 MPa 的氢气压力下进行, 催化剂的用量大(S /C ＝10/3), 催化体系不稳定. 尽管如此, 但这是第一例非均相体系中对映选择性氢化取代吡啶的报道.表4 取代吡啶的非均相不对称氢化Table 4 Asymmetric hydrogenation of substituted pyridine carboxylic estersEntry Catalyst Product/% ee /% 1 10% Pd/C 12 19a 2 10% Pd/C 81 2.5b 3 5% Pd/TiO 2 10 24c4 5% Rh/C 46 1.5b5 Rh/Pt oxide97 3baDMF 作溶剂; b n -Hexane 作溶剂; c DMF/H 2O/AcOH (1∶1∶0.001, V ∶V ∶V )作溶剂.在此基础上Thomas 和Johnson 等[23]利用中孔MCM-41固载二茂铁/Pd 的非均相催化剂对3-位取代的吡啶羧酸酯进行一步氢化(Eq. 15), 取得了最高为17%的ee 值, 转化率超过50%, 反应条件(40 ℃, 2.0 MPa H 2)比前者(50 ℃, 13.0 MPa H 2)温和. 中孔MCM-41孔外壁先用Ph 2SiCl 2去活化, 这样, 手性的金属配体只与孔内的活性部位反应, 整个手性环境被限制在孔内, 有利于底物的对映选择性氢化, 而它的均相体系给出消旋的产物. 虽然产物的ee 值较低, 但这为设计非均相催化剂提供了一种新的方法.Baiker 等[24]使用辛可尼啶改性的Pd/Al 2O 3的催化体系对取代的呋喃羧酸和苯并呋喃羧酸进行了非均相的不对称氢化, 对苯并呋喃羧酸13氢化后获得50%的ee 值, 但收率只有29% (Eq. 16). 对2-呋喃羧酸(14)在收率为95%情况下获得最高为32%的ee 值(Table 5, Entry 1);对二取代的呋喃羧酸来说, 在室温, 3.0 MPa 的氢气压力下, 全部得到的是顺式异构体, 但ee 值低(Table 5, En-tries 2 and 4 ) (Eq. 17). 底物中羧基是取得高对映选择性所必须的, 在同样条件下当把羧基换成酯基时, 则没有选择性. 推测原因可能是羧基和辛可尼啶的羟基和桥头氮之间可以形成氢键, 这种氢键相互作用一方面使底物靠近手性中心, 另一方面稳定过渡态复合物的结构, 而酯基不能形成氢键, 因此没有选择性. 在此催化条件下, 辛可尼啶能被部分氢化(Eq. 18), 因此在反应中, 需要不断地加入适量的辛可尼啶才能保证反应顺利进行.No. 6卢胜梅等：芳香杂环化合物不对称催化氢化反应的研究进展639表5 取代呋喃羧酸的非均相不对称氢化Table 5 Asymmetric hydrogenation of substituted furan car-boxylic acids Entry X Y Yield/% ee /% de /% 1 COOH H 95 32 — 2 COOH CH 3615 100 3 H COOH 100 23—4CH 3 COOH 222 1002004年, Glorius 等[25]在取代吡啶的2-位引入手性的唑烷基酮, 在无质子存在下, 由于偶极矩最小化合物最稳定, 因此构象16为主要存在形式. 但在酸性条件下, 因为存在氢键作用, 以构象19为主. 利用这种氢键作用可以控制底物的构象, 又利用唑烷基酮上的手性基团挡住一个面, 这样, 氢化只能从另一个面进行, 因此, 可以很好地控制产物的非对映选择性. 在10.0 MPa 的氢气压力下, 以乙酸作溶剂, Pd(OH)2/C, Rh/C 或Rh/Pd/C 等都能对其进行氢化, 在脱掉手性辅助试剂后, 可获得最高为98%的ee 值, 如果吡啶环上有多个取代基, 氢化后可同时产生多个手性中心. 这是在非均相体系中对吡啶类底物不对称氢化取得的最好结果(Scheme 1).3 展望综上所述, 在均相体系中对一些稠环的芳香杂环化合物的不对称催化氢化虽已取得了一些成绩, 但对其它类型的稠环芳香杂环化合物, 如异喹啉、苯并呋喃、苯并噻吩及其衍生物等的氢化还未有报道; 对单环的芳香杂环化合物的氢化结果目前都不令人满意. 在非均相体系中单环的芳香杂环化合物的不对称催化氢化研究较多, 但好的结果较少, 只有Glorius 利用底物诱导对取代吡啶取得了好的结果; 对稠环的芳香杂环化合物除了苯并呋喃羧酸外, 其它的都还未见报道. 研究对芳香杂环化合物的不对称催化氢化, 无论是均相的还是非均相的, 都是一个非常有意义和发展前景的课题. 新的均相和非均相催化剂的开发是将来芳香杂环化合物不对称催化氢化领域研究的重点.Scheme 1References1 (a) Ojima, I. 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SBA-15固载脯氨酸催化剂的制备及其在不对称Mannich反应中的应用
摘 要 ：以 ４羟 基 一一 氨 酸 为原 料 合 成 了脯 氨 酸衍 生 物 ， 将 其 固 载于 介 孔 Ｓ Ａ １ 一 Ｌ脯 并 Ｂ 一５分 子筛 上 制 备 了 ＰｏＳ Ａ １ ｒ／ Ｂ 一５催化 剂 ．用 ｘ
射线 衍 射 、 ２ 附 一 附 、 描 电 镜 和 红 外 光 谱 等 手 段 对 Ｐ ｏＳ Ａ １ 化 剂 进 行 了 表 征 ， 考 察 了 催 化 剂 在 不 对 称 Ｍａ ｎ ｈ Ｎ 吸 脱 扫 ｒ／ Ｂ 一５催 并 ｎｉ ｃ
中 图分 类号 ： ６ ３ ０ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｉ ｍ ｏ ｉｉ ａ ｉ ｎ ｏ － ｏ ｉ ｅ ｏ ＢＡ・ ｎ ｔ ｍ ｂ ｌｚ ｔｏ ｆ Ｌ・ Ｐｒ ｌｎ ｎ Ｓ － ５ ａ ｄ Ｉ ｓ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ １ ｌｃ ｔｏ
ｉ ｙ ｍ ｅ ｒ ｃ Ｍ ａ ｉ ｈ Ｒｅ ｃ ｉ ｎ ｎ Ａｓ ｍ ｔ ｉ ｎｎ ｃ ａ ｔｏ
Ｓ ＵＮ ａｘ ａ Ｃ ｉ ｉ ，ＬＩＨａ ｇ ｎ ｉａ ｇ，Ｗ Ｕ ｉｏ ｇ ，ＬＩ Ｙｕ ｍ ｉｇ，Ｗ Ｕ Ｐｅ ｇ Ｈａ ｈ ｎ Ｕ ｅ ｎ ｎ
（ ｈ ｎ ｈ ｉ ｅ ａ ｏ ａｏｙｏ ｒｅ ｈ ｍｉ ｒ ｎ ｈ ｍｉ ｌ ｒｃ ｓ ，Ｄ ｐ ｒｍｅ ｔ ｆＣ ｅ ｉ ｒ ， Ｓ ａ ｇ ａ Ｋ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔｒ Ｇ ｅ Ｃ ｅ ｓ ｙａ ｄ Ｃ ｅ ｃ ｏｅ ｅ ｆ ｎ ｔ ａ Ｐ ｓ ｓ ｅ ａ ｔ ｎ ｈ ｍ ｓ ｙ ｏ ｔ
研 究 论 文 ：３ １ ３ ５ ５ ～ ５
Ｓ Ａ１ Ｂ ．５固载 脯 氨 酸 催化 剂 的制 备及 其在 不 对 称 Ｍａ ｎｃ ｎ ｉｈ反 应 中 的应 用
孙 彩 霞 ， 李 海 岗 ， 吴 海 虹 ， 刘 月 明 ， 吴 鹏
第三章 不对称氢化
CH3
*
O
N H
Me
异戊烯二酸二甲酯和2-乙酰胺基丙烯酸甲酯的不 异戊烯二酸二甲酯和 乙酰胺基丙烯酸甲酯的不 对称氢化反应 见P37 表2-6。 。
3.2.3 α,β-不饱和酯和α,β-不饱和酰胺的 不饱和酯和α 不饱和酰胺的 不饱和酯和 不对称氢化反应
O CH3 N H NaBH4 0.1mol % CoCl 0.12mol% L* EtON/二甘醇二甲醚
1
3.1.2 手性膦配体
Br Br P(C6H5)2 P(C6H5)2
(S)-BINAP
光学纯的(S)-BINAP的合成方法是由 的合成方法是由Noyori 光学纯的 的合成方法是由 报道的1。
1
J. Org. Chem., 1986, 51, 629
3.1.3 手性二胺配体
CN O O
R
N
N
R R
3.1.2 手性膦配体
P Ph n-C3H7 CH3 1 P CH3 OMe P CH3 OMe
Ph
PAMP
CAMP
1968年Knowles1和Horner2用手性膦代替三苯基 年 乙酰胺基肉桂酸的不对称氢化中， 为 膦。在α-乙酰胺基肉桂酸的不对称氢化中，1为28% 乙酰胺基肉桂酸的不对称氢化中 e.e., PAMP为50-60% e.e, CAMP为88% e.e.。 为 为 。
COOH
HO
COOH
NHAc CH3COO
HO
NH2
L - 多巴
20世纪 年代中期 美国 世纪70年代中期 美国Monsanto公司用不对称催 世纪 年代中期,美国 公司用不对称催 化氢化反应工业化生产L-多巴 多巴。 化氢化反应工业化生产 多巴。
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DiPAMP
[1] Horner L, et al, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1968, 7, 942 [2] Knowles W S, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1968, 445 [3] Knowles W S, Acc. Chem. Res., 1983,ssembly of Bidentate Ligands for Combinatorial Homogeneous Catalysis: Asymmetric Rhodium-Catalyzed Hydrogenation Martine Weis, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2006, 128, 4188
常用的手性配体：
常用的过渡金属：Rh Ru Ir Pd Kagan和stille最早从事不对称催化氢化反应催化剂的固载 [4]。 按固载方法分类：共价键固载、吸附固载、离子对固载、包覆 固载. 按载体类型分类：高分子固载、无机载体固载。
[4] Stille J K, J. Macromol. Sci., Chem 1984, A21, 1689
Self-Supported方法：
催化反应性能：
Noyori-type Catalysts
[17] Kuiling Ding, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2005, 127, 7694
以金属氧化物为载体
在保持活性和 立体选择性不损失 的前提下，能够循 环14次。
[20] Aiguo Hu, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2005, 127, 12486
Thank you for your attention!
[16] Self-Supported Heterogeneous Catalysts for Enantioselective Hydrogenation Kuiling Ding, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2004, 126, 10524 [17] Programmed Assembly of Two Different Ligands with Metallic Ions: Generation of Self-Supported Noyori-type Catalysts for Heterogeneous Asymmetric Hydrogenation of Ketones Kuiling Ding, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2005, 127, 7694 [18] Generation of Self-Supported Noyori-Type Catalysts Using Achiral BridgedBIPHEP for Heterogeneous Asymmetric Hydrogenation of Ketones Kuiling Ding, et al, Adv. Synth. Catal., 2006, 348, 1533
活性金属：Ru 底物： 转化率： 酮酸酯 [8] 接近100% 前手性芳基酮 [9] 接近100% 脱氢氨基酸 [10] 接近100% ee值： 最高为94% 最高为99% 最高为78% 循环次数： 3-4次 3-4次 3-4次
[8] Lamouille T, et al, Tetrahedron Lett., 2001, 42, 663 [9] ter Halle R, et al, Synlett, 2000, 680 [10] ter Halle R, et al, Tetrahedron Lett., 2000, 41, 3323
通过氢键作用对双齿配体进行组合：
[23] Martine Weis, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2006, 128, 4188
3、多相不对称催化氢化反应机理研究
[24] Heterogeneously Catalyzed Asymmetric C=C Hydrogenation:Origin of Enantioselectivity in the Proline-Directed Pd/Isophorone System Alexander I. McIntosh, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2006, 128, 7329 [25] Mechanistic Insights into the Proline-Directed Enantioselective Heterogeneous Hydrogenation of Isophorone Alexander I. McIntosh, et al, Langmuir, 2007, 23, 6113
[26] Heterogeneous Enantioselective Hydrogenation over Cinchona Alkaloid Modified Platinum: Mechanistic Insights into a Complex Reaction ALFONS BAIKER, et al, Acc. Chem. Res., 2004, 37, 909
无机材料固载高效不对称氢化反应催化剂示例 [14]:
[14] Pei-Nian Liu, et al, Eur. J. Org. Chem., 2005, 3221
四、水溶性高分子固载
为使不对称催化氢化反应能在水溶液中进行，将不对称催化剂 固载在亲水性高分子材料上。 Malmstrom等人合成了聚丙烯酸固载的双膦配体，该手性配体 能用于各种底物的不对称氢化反应中 [15]。 底物： 配体：
2、手性配体的开发
新的手性配体物种的开发
[21] Developing Chiral Ligands for Asymmetric Hydrogenation WEICHENG ZHANG, et al, Acc. Chem. Res., 2007, xxx, 000–000 (review)
[22] Enantioselective Reductive Coupling of Acetylene to N-Arylsulfonyl Imines via Rhodium Catalyzed C-C Bond-Forming Hydrogenation: (Z)-Dienyl Allylic Amines Eduardas Skucas, et al, J. AM. CHEM. SOC., 2007, 129, 7242
二、不溶性高分子固载
Merrifield在1963年发明了多肽的固相合成 [5][6]，这种方法启发 人们探索手性催化剂的固载。 最初工作始于Kagan等人，他们成功将手性膦配体固载到交联 的聚苯乙烯小球上 [7]。
活性金属：Rh 最高ee值：58%
底物反应：苯乙酮的硅氢化反应 催化剂能够通过简单的过滤操作重复使用
[5] Meriifield R B, J. Am. Chem. Soc., 1963, 85, 2149 [6] Meriifield R B, Science, 1986, 232, 341 [7] Kagan H B, J. Am. Chem. Soc., 1973, 95, 8295
高活性、高选择性的多相不对称氢化反应示例:
[11] Raynor S A, et al, Chem. Commun., 2000, 1925
通过氢键作用固载不对称氢化反应催化剂示例 [12][13]:
简便易行。 但选择性不好， ee值大多低于50%
[12] Bianchini C, et al, J. Organomet. Chem., 2001, 621, 26 [13] Claudio Bianchini, et al, Adv. Synth. Catal., 2001, 343, 41
三、无机材料固载
无机载体具有高的强度及对有机溶剂的稳定性，能在很大程度 上避免高分子载体带来的溶胀问题。从20世纪80年代中开始，使用 无机材料来固载手性催化剂。
Raynor等人报道了一个特殊的固载到MCM-41的二茂铁类手性 膦配体 [11]。
活性金属：Pd 底物反应： 尼古丁酸乙酯的催化氢化反应 转化率：50% ee值：17%
Seminar I
固载催化剂用于不对称氢化反应
06级博士生: 汤建庭
导
师: 杨启华 研究员
2007, 11, 20
内容
一、前言 二、不溶性高分子固载 三、无机材料固载
四、水溶性高分子固载
五、当今催化氢化反应研究热点
一、前言
不对称氢化反应是工业上第一个使用的不对称催化反应，也是 目前研究得最深入、最广泛的专题之一。 1968年，Horner [1]和Knowles [2]首次独立报道了均相不对称氢 化反应 。 Knowles等人以铑的DiPAMP配合物为催化剂通过氢化反应备L多巴 [3]，因此获得了2001年诺贝尔化学奖。
[15] Malmstrom T, et al, Chem. Commun., 1996, 1135
五、当今催化氢化反应研究热点
1、固载方式和载体的创新
Self-Supported strategy 不另外使用载体，利用配体之间的化学键、氢键，以及活性金 属与配体间的配位键等组装成超分子体系，达到固载分离的效果。