苯乙酮及其衍生物不对称加氢反应
不对称催化加氢还原手性酮是合成手性仲醇的重要方法之一. 多相不对称催化加氢以其催化剂与产物易于分离、催化剂可循环使用等优点而日益受到重视.在芳香酮多相不对称催化加氢反应体系中, 对催化剂的研究主要集中在两个方面: 一是均相催化剂多相化, 即将膦配体或手性二胺通过通过硅烷化试剂键连在高聚物或无机载体上, 从而固定配合物, 达到均相催化多相化的目的. 这类催化剂催化苯乙酮不对称加氢, 产物的对映选择性可达到90%以上, 但该方法较为复杂; 二是制备负载型金属催化剂, 即将金属纳米粒子负载在无机载体上, 然后在手性修饰剂作用下催化芳香酮不对称加氢. 这一方法的优点是催化剂的稳定性好、制备方法简单, 但是在苯乙酮的不对称催化加氢反应中对映选择性较低. 近年来, 负载型铱催化剂在简单芳香酮不对称催化加氢反应中表现出了较好的催化性能. Reyes等利用辛可尼定修饰负载型铱催化剂(Ir/SiO2), 催化苯乙酮不对称加氢, 获得了60%的对映选择性(ee), 但是需要较大浓度的手性修饰剂辛可尼定.
为了提高负载型金属催化剂的催化性能, 在制备催化剂的过程中, 加入配体以稳定金属粒子是一有效手段.在催化简单芳香酮的不对称加氢反应中, 通常使用膦配体作为金属粒子的稳定剂. 如三苯基膦(TPP)稳定的Ru和Ir催化剂(Ru-TPP/γ-Al2O3、Ir-TPP/γ-Al2O3), 在(8S,9S)-9-氨基(9-脱氧)辛可尼定修饰下, 催化苯乙酮不对称加氢反应, 显示出了优越的不对称催化性能, 分别获得了83%和95%的ee值.水溶性膦配体TPPTS稳定的Ru催化剂在离子液体中对简单芳香酮的不对称催化加氢, 也获得了较高的对映选择性. 但由于膦配体对氧比较敏感, 在溶液中难以避免被氧化而失去作用, 给催化剂的制备和循环使用带了极大的麻烦.
昆明理工大学分析测试研究中心杨朝芬等人以L-脯氨酸为稳定剂制备了负载型金属铱催化剂, 并用于苯乙酮及其衍生物不对称加氢反应. 考察了载体以及L-脯氨酸的量对催化剂性能的影响, 以透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征. 结果表明L-脯氨酸对金属铱粒子具有较好的分散和稳定作用. 通过考察反应条件发现: 碱金属离子对反应有较大影响; L-脯氨酸与手性修饰剂对催化活性和对映选择性存在一定的协同促进作用. 在手性二胺(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺((1S,2S)-DPEN)修饰下, 催化剂5%(w, 质量分数)Ir/15( 脯氨酸与铱的摩尔比)(L-Proline)-γ-Al2O3催化苯乙酮不对称加氢获得了71.3%的对映选择性(ee), 2’-(三氟甲基)苯乙醇的对映选择性达到了79.8%. 该催化剂制备方法简单, 不需要膦配体做稳定剂, 催化剂性能稳定, 通过简单的离心分离可循环使用5次而无明显的活性和对映选择性降低.