固载催化剂用于不对称氢化反应

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。