离子液体在不对称催化反应中的应用进展

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

离子液体在不对称催化反应中的应用进展
郭海明;牛红英;蒋耀忠
【摘要】综述了近年来离子液体在不对称催化反应中的应用,包括不对称Aldol反应、不对称氟化反应、酶催化的不对称还原反应、不对称催化氢化反应、不对称硅腈化反应、不对称环丙烷化反应、烯丙基的不对称取代反应、环氧化物的不对称开环反应、不对称环氧化反应、烯烃的不对称双羟基化反应、酶催化的醇的动力学拆分.
【期刊名称】《合成化学》
【年(卷),期】2005(013)001
【总页数】10页(P6-15)
【关键词】离子液体;不对称合成;对映选择性;催化反应;综述
【作者】郭海明;牛红英;蒋耀忠
【作者单位】中国科学院,成都有机化学研究所,不对称合成与手性技术四川省重点实验室,四川,成都,610041;河南师范大学,化学与环境科学学院,河南,新乡,453002;中国科学院研究生院,北京,100039;河南师范大学,化学与环境科学学院,河南,新乡,453002;中国科学院,成都有机化学研究所,不对称合成与手性技术四川省重点实验室,四川,成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】O643.3;O621.25
离子液体的研究起源于上世纪70年代,主要用于电池的电解质[1],但是用离子液体作为反应溶剂却是近几年来的热点研究领域之一。

离子液体是指在室温或较低的温度下为液体的离子型化合物。

离子液体与一般的有机溶剂相比具有以下优点:①不挥发、不易燃烧和爆炸、不易氧化,具有较高的热稳定性;②对有机物和无机物具有良好的溶解性,使反应可以在均相进行,也可以通过调节阳离子或阴离子特性使反应在两相进行;③对水和空气均稳定,便于反应操作处理和易于回收;④作为反应溶剂可以避免大量使用有机溶剂所带来的环境污染;⑤可以使昂贵或有较高毒性的催化剂回收利用,从而节约了开支,减少了对环境的危害;⑥离子液体的引入可以改变反应的机理,导致新的催化活性,提高反应的转化率和选择性。

离子液体在有机合成方面应用请参考有关综述[2~8]。

本文着重综述了近年来离子液体在不对称催化反应方面的应用。

1 不对称Aldol反应
不对称Aldol反应在全合成中为合成某些骨架结构提供了一种非常有效的合成方法。

近年来,有机小分子脯氨酸催化的Aldol反应已经引起了化学家广泛的关注,并且发现溶剂对该反应有极大的影响,以二甲基亚砜作为溶剂时效果最好,但不足之处是该溶剂不利于低温反应。

为了避免使用该溶剂,有三个研究小组尝试使用离子液体作为溶剂。

2002年Loh等[9]首先研究了在不同的离子液体[hmim][BF4], [omim][Cl],[omim][BF4]和[bmim][PF6]中苯甲醛和丙酮的Aldol反应,都得到了预期的产物。

不管在哪种离子液体中,产物的ee值都与在二甲基亚砜中的相当,甚至还要高。

但是只有在[bmim][PF6]中反应时,可以避免消除产物的生成,而且L-脯氨酸重
复使用4次后,产率和ee值没有明显的降低。

其它醛(包括芳香醛和脂肪醛)与丙
酮的反应也得到了较高的产率和好的ee值(69%~89%) (Scheme 1)。

yield 58%~72%, 89% eeR=Ph, naphtyl, 4-BrC6H4, CyScheme 1
同年,Toma小组[10]研究了L-脯氨酸催化的丙酮和芳香醛在[bmim][PF6]中的Aldol反应,获得了好的产率和高达82% ee(Scheme 2)。

L-脯氨酸被重复使用了3次,在最后一次,除了用间硝基和对腈基苯甲醛反应的对映选择性有比较明显的降低外(ee值分别从82%降到54%,从70%降到46%),其它底物的产率和ee 值仅有轻微的下降。

同时他们也用对三氟甲基苯甲醛和丙酮的反应研究了催化剂用量的影响。

把催化剂的量从30%降低到1%时,产率有轻微的下降(从92%下降到74%),但是对映选择性没有降低。

用环己酮、环戊酮和环丁酮与对三氟甲基苯甲醛反应,也可以得到相应的aldol产物,但是只有环己酮给出好的非对映选择性(>20/1 dr)和高的ee值(93%)。

+
yield 21%~94%, 82% eeX=H, 2-Br, 4-F,4-CF3, 2-OMe, 4-OMe, 4-CN,2-NO2, 3-NO2Scheme 2
Kitazume等[11]报道了在离子液体[emim][OTf]中,L-脯氨酸催化的氯代丙酮与苯甲醛的Aldol反应,高选择性的得到了Aldol产物(99/1 dr和88% ee)。

产物可以在该离子液体中转化为相应的环氧化物。

2 不对称氟化反应
Plaquevent等[12]报道了在离子液体[bmim][PF6]中用N-氟金鸡纳碱的四氟硼酸盐(A, Chart 1)催化的对映选择性亲电氟化反应。

AChart 1
R=Me, Et, Bn; n=1, 2Scheme 3
该反应比用传统的溶剂乙腈有明显的优越性(Scheme 3),在离子液体中,该反应的对映选择性高,实验条件温和。

离子液体对金鸡纳碱的溶解性很好,使得离子液
体和手性试剂均可以回收使用。

3 酶催化的不对称还原反应
Howarth等[13]报道了在离子液体[bmim][PF6]和水混合物中固载的baker’s yeast催化的酮的不对称还原反应(Scheme 4),baker’s yeast的还原反应一般不能用在含水的溶剂体系中,而是用在一些非极性溶剂中,如液化石油气,链状烷烃,苯或四氯化碳。

但是该研究组却用强极性溶剂、对湿气稳定的离子液体,研究了各种酮和β-酮酸酯的还原。

因为加入少量的水,可以使酵母的周围形成一个保护层,从而避免其失活。

反应在离子液体/水的混合物中进行时,得到的对映选择性与用传统溶剂是相当。

该方法结合了全细胞生物试剂(Whole cell bioreagents)和离子液体的优点,尤其是它们的可循环性质。

yield 22%~75%, 76% ee~95% ee
Scheme 4
4 不对称催化氢化反应
Scheme 5
1995年,Chauvin等[14]率先研究了手性铑络合物在离子液体中催化脱氢氨基酸的不对称催化氢化反应。

他们报道了(E)-乙酰氨基肉桂酸的对映选择性氢化反应,采用离子液体[bmim][SbF6]和丙酮( 3/8)的两相体系,用[Rh(cod)(-)-diop][PF6]做催化剂,反应得到了(S)- N-乙酰氨基苯丙酸,ee值是64%( Scheme 5),产物非常容易分离,并且离子液体可以回收使用。

Dupont等[15]也报道了(E)-乙酰氨基肉桂酸甲酯的不对称催化氢化反应,该研究组用手性铑催化剂(B, Chart 2)在离子液体[bmim][PF6]和[bmim][BF4]中进行反
应(Scheme 6)。

研究表明氢分子浓缩在离子液体中,而不依靠氢气的压力,这样
对反应的转化率和对映选择性都有一个戏剧性的影响,氢分子在无水的离子液体[bmim][PF6]中的溶解度比在[bmim][BF4]中的溶解度小四倍,在无水离子液体[bmim][BF4]中得到的结果最好(73%conv., 93% ee)。

产物被简单地萃取之后,包含手性铑催化剂的离子液体可以继续使用4次,而产物的对映选择性保持不变,只是在第4次时反应的转化率由73%下降到35%。

作者认为这可能是因为在萃取的过程中,催化剂被流失到了萃取液中而减少。

BChart 2
Scheme 6
Geresh等[16]报道了另一种手性铑络合物[Rh-(R,R)-MeDuPHOS]用于脱氢氨基酸的不对称催化氢化反应,反应采用离子液体[bmim][PF6]和异丙醇两相体系(Scheme 7)。

以高的转化率和对映选择性(93% ee~96% ee)得到了α-氨基酸的
衍生物。

与有机溶剂相比,对空气敏感的铑催化剂在离子液体中更加稳定。

因此,催化剂可以回收使用,循环使用五次后,对映选择性仍然没有明显的降低。

然而,在(E)-乙酰氨基肉桂酸甲酯的催化氢化反应中,催化剂的活性与第一次相比有所下降(从83%降至66%)。

R=H, 100% conv., 93% eeR=Ph, 83% conv., 96% eeScheme 7
1997年Dupont等[17]报道了BINAP-Ru-(OAc)2催化的2-芳基丙烯酸的不对称氢化反应(Scheme 8)。

该反应用离子液体[bmim][BF4]和醇作为反应介质,用甲
醇则得到均相体系,用异丙醇,则得到两相体系。

用这两种反应体系,反应的转化率(≥95%)和对映选择性(86% ee)都与仅用醇作为溶剂时的相近甚至更高。

离子液
体的使用可以提高反应的转化率,并且催化剂可以循环使用。

如果用[bmim][BF4]/异丙醇作为反应体系,由于氢化产物留在异丙醇中,只用简单的倾出即可。

Ru-(R)-BINAP催化剂留在离子液体当中,可以重复使用7次,催化剂的活性和对映选择性都没有显著的降低。

此催化剂还被成功的运用到(S)-甲氧萘丙酸(一种药物)的合成当中。

Scheme 8
Jessop等[18,19]报道了用离子液体[bmim][PF6]/水做反应介质,
Ru(O2CMe)2(R)-tolBINAP(C, Chart 3)催化的巴豆酸的不对称氢化反应,得到了99%的转化率和85% ee(Scheme 9)。

CChart 3
研究发现,对映选择性受氢气的压力和离子液体中水含量的影响。

在较低的氢气压力下,水的含量不影响其对映选择性,而在较高的氢气压力下,增加水的用量可以提高对映选择性。

为了完全避免使用有机溶剂,作者用超临界二氧化碳萃取反应体系中的产物2-甲基丁酸,钌催化剂不溶于超临界二氧化碳,产物仅仅含有少量的水。

催化剂包含在离子液体中,重复使用5次而不失去活性,甚至还提高了反应的对映选择性(91%ee)。

extraction with scCO2, 99%conv., 85% eeScheme 9
2003年Vankelecom等[20]报道了由(S)-Ru-BINAP做催化剂,乙酰乙酸甲酯在离子液体中的不对称还原反应。

该反应采用由离子液体、钌金属催化剂和聚二烯丙基二甲基氯化铵组成的非均相体系,因此避免了前面提到的两相体系中催化剂向有
机溶剂中的流失,但是水对反应有较大的影响,因为水可以溶解聚合物。

与两相的离子液体/水体系相比,该体系给出较高的反应活性和同样的对映选择性,但是却
没有仅用异丙醇做溶剂时好(Scheme 10)。

然而,该体系的催化剂能够被重复使用7次,而反应的活性和对映选择性都没有明显的降低。

Scheme 10
Tumas等[]21研究表明,烯烃的催化还原反应能够在离子液体-超临界二氧化碳两相体系中进行,包含催化剂的离子液体相能够倾出得以分离,并能连续使用4次
而不失去活性。

5 不对称硅腈化反应
DChart 4
88% ee~90% eeScheme 11
Baleizao等[22]在不对称硅腈化反应中,用离子液体代替挥发性溶剂二氯甲烷,
其它试剂用TMSCN和手性钒的配体(D, Chart 4)。

阴离子的作用是引人注目的,当离子液体为[bmim][Cl]和[bmim][BF4]时,得到较低的产率和对映选择性,然而,当离子液体为[emim][PF6]和 [bmim][PF6]时(Scheme 11),得到较高的转化率(80%),对映选择性(88% ee~90% ee)与用二氯甲烷做溶剂时相当。

而且,包含催化剂的离子液体能够被重复使用四次而催化剂的活性没有明显降低。

6 不对称环丙烷化反应
2001年Mayoral等[23]报道了将双噁唑啉铜固载在离子液体中,并用来催化苯乙烯的对映选择环丙烷化反应,作者研究发现,用不同类型的离子液体[咪唑盐(E,Chart 5)和铵盐]与用二氯甲烷做溶剂时的结果是可比的,最好的结果是用廉价的
CuCl2在[emim][NTf2]中反应,与用昂贵的Cu(OTf)2在二氯甲烷中得到的结果
相当。

但是,铜盐的性质和离子液体的选择是关键的,因为两种盐的阴离子是迅速交换的。

溶解在离子液体中的催化剂可以回收使用两次而不失去其活性和对映选择性(Scheme 12)。

ER=Ph, t-BuChart 5+
Scheme 12
2002年何鸣元研究组[24]报道了在离子液体[omim][BF4]中Pd(Ⅱ)催化的苯乙烯
与重氮乙酸乙酯的环丙烷化反应,钯催化剂可以有效地溶在离子液体中,催化剂PdCl2和环钯络合物在离子液体中可以分别循环6次和7次而不失活。

该研究表
明可以用活性较低的PdCl2而达到较高的产率(93%~95%),而同样的条件下用Pd(OAc)2,由于Pd(0)的产生而使活性降低。

这为研究钯催化的不对称反应提供了较经济的方法,可以推广用于其他钯催化的偶联或其他催化及不对称催化反应中。

7 烯丙基的不对称取代反应
Pd (0)催化的碳亲核试剂对烯丙基的不对称取代反应中,催化剂的回收使用一直是化学家所关注的。

为了解决这个问题,Toma等[25]报道了丙二酸二甲酯与消旋的(E)-1,3-二苯基-3-乙酰氧基-1-丙烯的对映选择烯丙基取代反应,该反应由(S,R) -BPPFA(F,Chart 6)或(R,S)-BPPFDEA(G, Chart 6)做催化剂在离子液体[bmim][PF6]中进行(Scheme 13)。

这两种催化剂在该离子液体中得到的对映选择性比在四氢呋喃中反应时有一个显著的提高,但是G的催化效果更好。

包含催化
剂的离子液体用水冲洗,并用无水硫酸钠干燥后可以重复使用,在第二轮循环时,反应的对映选择性能够保持,但是用G做催化剂时,反应的产率总是有所降低。

F GChart 6
Scheme 13
8 不对称环氧化物的开环反应
HX=Cl, N3Chart 7
环氧化物在(R,R)-Cr (salen)络合物(H, Chart 7)催化下用叠氮化三甲基硅烷(TMSN3)的不对称开环反应是合成光学纯β-氨基酸的重要方法[26],然而用蒸馏
叠氮化合物的方法来循环催化剂存在危险性和不能大规模生成的局限性。

Song研究组[27]报道了在稳定离子液体[bmim][X](X=PF6, SbF6, BF4, OTf)中,Cr(salen)络合物催化的环氧化物的TMSN3不对称开环反应可以容易的进行,催化剂/溶剂容易循环。

研究表明,疏水型离子液体[bmim][PF6]和[bmim][SbF6]有利于反应,分别以76%和75%的产率得到产物(94% ee和87% ee)。

亲水型离子液体[bmim][BF4]和[bmim][OTf]不利于反应的进行,在[bmim][BF4]中仅得到5%的产物(3% ee),而在[bmim][OTf]中,反应根本不能发生。

这种依赖于负离
子的不同疏水性,可能在这个反应中起重要作用,将两种不同性质的离子液体[bmim][PF6]和[bmim][OTf]按摩尔比5 ∶1混合所得体系用于同一反应,可得到与[bmim][PF6]单独使用时相当的产率和选择性,这种混合体系对催化剂有较好的溶解性,容易循环使用5次而不降低产率和选择性(产率68%~85%,93% ee~94% ee),是一个完美的结合。

这种不同特性离子液体结合使用的方法对一系列
有机合成反应必将产生意想不到的结果,值得进行深入研究以开发更高效、高选择性的不对称反应体系(Scheme 14)。

Scheme 14
Scheme 15
R1=pentyl, Me; R2=EtChart 8
该研究组[28]最近又报道了手性salen-CoIII催化的在离子液体中进行的消旋环氧
化物的水解动力学拆分,在离子液体[bmim][PF6]或[bmim][NTf2]中进行反应时(Scheme 15),得到光学纯的环氧化物。

包含salen-CoIII催化剂的离子液体被重复使用十次而催化活性和对映选择性都没有明显降低。

Wasserscheid等[29]最近研究了从“手性源”(chiral pool)衍生的新型手性离子液体的合成和特性。

这种离子液体既是不对称催化反应的有趣溶剂,也可以用于手性分离技术(Chart 8)。

这些新型手性离子液体的合成应用对开拓不对称催化反应新体系将会产生重要作用。

9 不对称环氧化反应
Song等[30]研究表明离子液体在不对称环氧化反应中具有优越性。

他们研究了手性MnⅢ(salen)络合物{[N,N′-双(3,5-二叔丁基水杨醛次甲基)-1,2-二环己二胺]氯化锰(Ⅲ),简称J}在[bmim][PF6]和二氯甲烷(1 /4)中2,2-二甲基苯并吡喃的环氧化反应,研究表明在有机溶剂中加入离子液体可以显著提高催化活性(Scheme 16)。

在离子液体存在下,2,2-二甲基苯并吡喃反应2 h后,收率达到86%,而没有离子液体存在时达到同样的转化率需要6 h,两种情况下产物的对映选择性都达到96% ee。

更重要的是用离子液体可以使催化剂容易循环使用而且不必对催化剂进行修饰。

yield 86%, 99% eeScheme 16
10 烯烃的不对称双羟基化反应
锇催化的烯烃不对称双羟基化反应是用来合成手性邻二醇的重要的方法,然而,昂贵的催化剂和锇的高毒性使得该反应不能够应用于工业上,用离子液体来回收催化剂近来被两个研究组报道。

a: KOsO2(OH)4(0.5 mol%), (DHQD)2PHAL(1 mol%) or (DHQD)2PYR(1
mol%), K3Fe(CN)6(3 eq mol), K2CO3(3 eq mol), [bmim][PF6]/water/t-butanol, yield 92%, 99% ee
b: OsO4(0.5 mol%), (DHQD)2PHAL(2.5 mol%) or (QN)2PHAL(2.5 mol%), NMO(3 eq mol), [bmim][PF6](2 eq) in acetone/water(10/1), yield 98%, 97% ee
Scheme 17
Afonso等[31]研究了用K2OsO2(OH)4/K3Fe(CN)6在两种包含离子液体的体系
中脂肪族烯烃的双羟化反应,一种是离子液体[bmim][PF6]和水的两相体系,一种是离子液体[bmim][PF6],水和叔丁醇的均相体系。

两种体系均得到与用叔丁醇
和水的均相体系相当的结果,两种配体(DHQD)2PHAL和(DHQD)2PYR已被研究(Scheme 17)。

对于每一种底物,总有一种体系(催化剂,配体,离子液体)可以得到与水和叔丁醇体系相当的甚至更高的产率和对映选择性。

更加令人感兴趣的是离子液体的使用使得手性催化剂的回收变得相当容易。

即使循环使用十次,同样保持着高的产率和对映选择性,说明催化剂在离子液体中的稳定性增加。

而且,通过在有机相中ICP波谱分析显示,产物中锇的残留也非常低。

Song等[32]研究了(E)-1,2-二苯基乙烯和(E)-肉桂酸甲酯的不对称双羟基化反应,用金鸡纳碱和(QN)2PHAL作为配体,用N-甲基吗啉-N-氧化物作为氧化助剂。

反应在水和丙酮的混合物中进行,该混合物中有2当量的离子液体
[bmim][PF6](Scheme 17)。

有离子液体存在时和没有离子液体存在时,反应的收率和ee值相当(98%, 97% ee),但是,有离子液体存在时,反应的速率明显的
加快。

二醇的继续氧化往往是该反应的副反应,但是在有离子液体存在时,副反应没有被观察到。

如果用(DHQ)2PHAL代替(QN)2PHAL,得到相同的收率和ee值,但是却可以回收昂贵的手性催化剂。

离子液体/手性催化剂能够被重复使用几次,
同时保持反应的对映选择性,但是反应的活性却逐渐的降低(90%下降到58%,
第三轮)。

11 酶催化的醇的动力学拆分
Itoh等[33]报道了在离子液体中发生的通过酯交换的5-苯基-1-烯-3-戊醇的动力
学拆分反应(Scheme 18) ,反应结果依赖于咪唑盐阴离子的性质,离子液体中包
含[PF6]-和[BF4]-,如果阴离子用[OTf]-, [SbF6]-和[TFA]-时,反应的速率和对
映选择性都很高。

同时尝试了酶(CAL)的回收,回收后的酶反应的活性相当的低。

作者认为,酶的回收是不值得的,因为酶不是溶解在离子液体中,而是悬浮在里面。

yield 47%, 99% ee yield 44%, 86% eeScheme 18
Kragl等[34,35]报道了1-苯基乙醇的动力学拆分 (Scheme 19),在离子液体[bmim][CF3SO3]和[bmim][(CF3SO2)2N]中,显示较高的反应性能,酶(CAL)被
重复使用三次,在每次循环中反应活性降低不到10%,然而对映选择性却不受影响。

在离子液体[bmim][PF6]和[bmim][BF4]中,该反应没有发生。

2003年Lozano等[36]报道了没有固载的和固载了的酶CAL分散在离子液体如[bmim][(CF3SO2)2N]或者[emim][(CF3SO2)2N]中,结合超临界二氧化碳在较严格的条件下(120 ℃~150 ℃, 10 MPa)可以连续的动力学拆分消旋的1-苯基乙醇。

在连续的操作中,均达到非常好的反应活性,稳定性和对映选择性,证明离子液体在生物催化上有巨大的潜力。

50% conv., >99% ee Scheme 19
减压情况下在40 ℃用甲酯作为酰基的提供者和用酶(CAL)进行了酰化反应,酰化
产物在连续3次循环中以光学纯的形式获得,而反应的速率没有任何的降低,说
明酶在该反应条件下是稳定的[37]。

Kazlauskas等[38]报道了在预先用碳酸钠的水溶液处理的离子液体中酶催化的1-
苯基乙醇的对映选择性酰化反应,得到了高的对映选择性。

作者怀疑,在制备离子液体时,用于交换[BF4]-或[PF6]-的银离子,能够降低或抑制酶的活性。

在一些离子液体中被银离子降低活性可以解释为银离子对两个半胱氨酸残基间形成的二硫键的破坏。

用碳酸钠的水溶液对离子液体进行处理对酶催化的动力学拆分是可靠的。

99.5% ee
R1R2MeCH2CH2PhCH2CH(OH)MeOCH2PhCH2ClPhCH2ClCH2OPh Scheme 20
虽然上面提到的反应避免了传统的有机溶剂,但是却增加了工作程序,为了完全避免有机溶剂,Lozano[39]和Reetz[40]两个研究组分别独立的报道了用超临界二氧化碳作为流动相,在离子液体[bmim][(CF3SO2)2N]中进行的酶催化的1-苯基乙醇的动力学拆分。

反应采用一锅煮或连续的流程操作。

酶CAL在该反应条件下是稳定的,并且可以有效的循环使用。

Kim研究组[41]报道了其它底物的酶催化酯交换反应(Scheme 20) ,他们选用酶CAL和PCL,在离子液体[bmim][PF6]和[emim][BF4]中进行反应,酶的对映选择性在离子液体中比在四氢呋喃或苯中有明显的提高,并且在疏水性离子液体[bmim][PF6]中总是比在亲水性离子液体[emim][BF4]中的对映选择性要高。

用离子液体固载的PCL酶在苯中进行了酯交换反应[42],被固载的酶的活性,对映选择性和循环使用都比没有固载的酶要好。

Kielbasinski等[43]也报道了酶催化的消旋的羟甲基亚膦酸盐和羟甲基磷化氢的氧化物在离子液体[bmim][PF6]和[bmim][BF4]中的动力学拆分 (Scheme 21) ,以89%ee得到醋酸盐,回收的醇达到95%ee。

酶AK和PFL在离子液体[bmim][PF6]中的对映选择性是在普通有机溶剂中的6倍多。

89% ee 95% eeX=PF6, BF4
R1PhPhPhEtPhR2MeOEtOi-PrOi-PrOt-Bu
Scheme 21
12 小结
本文较全面地列举了离子液体在不对称催化反应中的各种尝试,说明传统的不对称催化反应在离子液体中有很多优越的性能,比如:高的产率和对映选择性、离子液体与昂贵的或有较大毒性的催化剂的回收再利用。

在很多例子中,离子液体代替传统的溶剂给出了较好的结果。

令人着迷的是,在有机合成上出现了一个新的典范,即针对某个反应而专门设计的催化剂/溶剂体系;值得注意的是,在离子液体中的不对称催化反应,允许溶剂和催化剂的回收和继续使用,为金属催化和酶催化的不对称合成开创了一个新的前景;特别地,高极性的无水离子液体可以用做极性底物的生物转移反应的溶剂,如氨基酸、核苷和糖,从而使反应活性、对映选择性和稳定性均得到提高。

很明显,离子液体的应用必将成为不对称催化反应中一个新的亮点。

参考文献
[1] Helena L Chum, Koch V R, Miller L L, et al. Electrochemical scrutiny of organometallic iron complexes and hexamethylbenzene in a room temperature molten salt[J].J Am Chem Soc,1975,97:3264-3265.
[2] Welton T. Room temperature ionic liquids. Solvents for synthesis and catalysis[J].Chem Rev,1999,99:2071-2083.
[3] Dupont J, de Souza R F, Suarez P A Z. Ionic liquid (molten salt) phase organometallic catalysis[J].Chem Rev,2002,102:3667-3692.
[4] 杜大明,陈晓,花文廷.离子液体介质中有机合成及不对称催化反应研究新进展[J].有机化学,2003,23:331-343.
[5] Sheldon R. Catalytic reactions in ionic liquids[J].Chem Commun,2001:2399-2407.
[6] Wasserscheid P, Keim W. Ionic liquids- new solutions for transition metal catalysis[J].Angew Chem,Int Ed Engl,2000,39:3772-3789.
[7] Gordon C M. New developments in catalysis using ionic liquids[J].Appl Catal A :Gen,2001,222:101-117.
[8] Dyson P J. Transition metal chemistry in ionic liquids[J].Transition Met Chem,2002,27:353-358.
[9] Loh T P, Feng L C, Yang H Y, et al. Proline in an ionic liquid as an efficient and reusable catalyst for direct asymmetric aldol
reactions[J].Tetrahedron Lett,2002,43:8741-8743.
[10] Kotrusz P,Kmentova’ I, Gotov B, et al. Proline-catalysed asymmetric aldol reaction in the room temperature ionic liquid
[bmim]PF6[J].Chem Commun,2002:2510-2511.
[11] Kitazume T, Jiang Z, Kasai K, et al. Synthesis of fluorinated materials catalyzed by proline or antibody 38C2 in ionic liquid[J].J Fluorine Chem,2003,121:205-212.
[12] Baudequin C, Plaquevent J C, Audouard C, et al. Enantioselective electrophilic fluorination in ionic liquids[J].Green Chem,2002,4:584-586.
[13] Howarth J, James P,Dai J. Immobilized baker’s yeast reduction of ketones in an ionic liquid,[bmim]PF6 and water Mix[J].Tetrahedron Lett,2001,42:7517-7519.
[14] Chauvin Y, Mussmann L, Olivier H. A novel class of versatile solvents for two-phase catalysis: hydrogenation, isomerization, and
hydroformylation of alkenes catalyzed by rhodium complexes in liquid 1,3-dialkylimidazolium salts[J].Angew Chem,Int Ed Engl,1995,34:2698-2700.
[15] Berger A, de Souza R F, Delgado M R, et al. Ionic Liquid-phase asymmetric catalytic hydrogenation:hydrogen concentration effects on enantioselectivity[J].Tetrahedron: Asymmetry,2001,12:1825-1828. [16] Guernik S, Wolfson A, Herskowitz M, et al. A novel system consisting of Rh-DuPHOS and ionic liquid for asymmetric hydrogenations[J].Chem Commun,2001:2314-2315.
[17] Monteiro A L, Zinn F K, de Souza R F, et al. Asymmetric hydrogenation of 2-arylacrylic acids catalyzed by immobilized Ru-BINAP complex in 1-n-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate molten
salt[J].Tetrahedron:Asymmetry 1997,8:177-179.
[18] Brown R A, Pollet P, McKoon E, et al. Asymmetric hydrogenation and catalyst recycling using ionic liquid and supercritical carbon
dioxide[J].J Am Chem Soc,2001,123:1254-1255.
[19] Jessop P G, Stanley R R, Brown R A, et al. Neoteric solvents for asymmetric hydrogenation:supercritical fluids,ionic liquids,and expanded ionic liquids[J].Green Chem,2003,5:123-128.
[20] Wolfson A, Vankelecom I F J, Jacobs P A. Co-immobilization of transition-metal complexes and ionic liquids in a polymeric support for :lquid-phase hydrogenations[J].Tetrahedron Lett,2003,44:1195-1198. [21] Liu F, Abrams M B, Baker R T, et al. Phase-separable catalysis using room temperature ionic liquids and supercritical carbon dioxide[J].Chem
Commun,2001:433-434.
[22] Baleiza’o C, Gigante B, Garcia H, et al. Ionic liquids as green solvents for the asymmetric synthesis of cyanohydrins catalysed by
VO(salen) complexes[J].Green Chem,2002,4:272-274.
[23] Fraile J M,Garcia’J I, Herrerias C I, et al. Enantioselective cyclopropanation reactions in ionic
liquids[J].Tetrahedron:Asymmetry,2001,12:1891-1894.
[24] 杨帆,张仰明,仇文卫,等.Immobilization of Pd(Ⅱ) catalysts for cyclopropanation in ionic liquid[J].中国化学,2002,20:114-116.[25] Toma S, Gotov B,Kmentova’ I, et al. Enantioselective allylic substitution catalyzed by Pd0-ferrocenylphosphine complexes in [bmim][PF6] ionic liquid[J].Green Chem,2000,2:149-151.
[26] Lebel H, Jacobsen E N. Enantioselective total synthesis of taurospongin A[J]. J Org Chem,1998,63:9624-9625.
[27] Song C E, Oh C R, Roh E J, et al. Cr(salen) catalysed asymmetric ring opening reactions of epoxides in room temperature ionic
liquids[J].Chem Commun,2000:1743-1744.
[28] Oh C R, Choo D J, Shim W H,et al. Chiral Co(Ⅲ)(salen)-catalysed hydrolytic kinetic resolution of racemic epoxides in ionic liquids[J].Chem Commun,2003:1100-1101.
[29] Wasserscheid P, Bsmann A, Bolm C. Synthesis and properties of ionic liquids derived from the chiral pool[J].Chem Commun,2002:200-201.
[30] Song C E, Roh E J. Practical method to recycle a chiral (salen)Mn
epoxidation catalyst by using an ionic liquid[J].Chem Commun,2000:837-838.
[31] Branco L C, Afonso C A M. Catalytic asymmetric dihydroxylation of oefins using a recoverable and reusable Os in ionic liquid
[bmim][PF6][J].Chem Commun,2002:3036-3037.
[32] Song C E, Jung D, Roh E J, et al. Osmium tetroxide-(QN)2PHAL in an ionic liquid:a highly efficient and recyclable catalyst system for asymmetric dihydroxylation of olefins[J].Chem Commun,2002:3038-3039.
[33] Itoh T, Akasaki E, Kudo K, et al. Lipase-catalyzed enantioselective acylation in the ionic liquid solvent system:reaction of enzyme anchored to the solvent[J].Chem Lett,2001:262-263.
[34] Eckstein M, Wasserscheid P, Kragl U. Enhanced enantioselectivity of lipase from pseudomonas sp at high temperatures and fixed water activity in the ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium
bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]amide[J].Biotechnol Lett,2002,24:763-767.
[35] Schö fer S H, Kaftzik N, Wasserscheid P, et al. Enzyme catalysis in ionic liquids:lipase catalysed kinetic resolution of 1-phenylethanol with improved enantioselectivity[J].Chem Commun,2001:425-426.
[36] Lozano P, de Diego T,Carrie’ D, et al. Lipase catalysis in ionic liquids and supercritical car bon dioxide at 15 ℃[J].Biotechnol Prog,2003,19:380-382.
[37] Itoh T, Akasaki E, Nishimura Y. Efficient lipase-catalyzed enantioselective acylation under reduced pressure conditions in an ionic。

相关文档
最新文档