铂纳米粒子增强碳纳米管的手性催化性能
手性是自然界的基本属性之一，与生命休戚相关。近年来，人们对单一手性化合物（如手性医药和农药等）及手性功能材料的需求推动了手性科学的蓬勃发展。手性物质的获得，除了来自天然以外，人工合成是主要的途径。外消旋体拆分、底物诱导的手性合成和手性催化合成是获得手性物质的三种方法，其中，手性催化是最有效的方法，因为他能够实现手性增殖。一个高效的手性催化剂分子可以诱导产生成千上万乃至上百万个手性产物分子，达到甚至超过了酶催化的水平。2001年，诺贝尔化学奖授予了三位从事手性催化研究的科学家Knowles、Noyori 和Sharpless，以表彰他们在手性催化氢化和氧化方面做出的开拓性贡献，同时也彰显了这个领域的重要性以及对相关领域如药物、新材料等产生的深远影响。
手性催化（也称不对称催化）是当今化学领域的前沿研究方向，是合成手性药物中间体的重要技术。近年来，手性药物工业的迅速发展使手性化合物的合成更加受到学术界和工业界的广泛关注。大连化物所李灿院士领导的研究团队，在国家自然科学基金委创新群体基金项目和国家科技部“973”项目资助下，近十年来一直致力于可用于大规模工业化合成手性化合物的多相手性催化的基础和应用基础研究，先后在负载纳米粒子手性催化剂、乳液催化剂和纳米反应器中组装的手性催化剂等方面取得进展，特别是近年来发现了纳米孔道的空间限阈效应和纳米反应器中的手性催化剂双中心合作活化加速反应效应，促进了多相手性催化的发展，受到学术界的高度关注。
在这项工作中，采用手性修饰剂cinchonidine(CD)修饰限阈在碳纳米管管腔中的Pt纳米粒子，发现该催化体系在α-ketoesters 的手性氢化反应的活性TOF（turnover frequency）高达1.2×105 h-1，手性选择性达到96%ee，碳纳米管管腔中Pt纳米粒子的催化活性和手性选择性显著高于碳纳米管管腔外Pt纳米粒子的催化性能（TOF：1.5×104 h-1，75%ee），也远远高于目前报道的最好的Pt/Al2O3催化剂的性能（TOF：1.0×104 h-1，90%ee）。初步研究发现，碳纳米管管腔对手性修饰剂CD及底物显示极强的富集作用，这可能是碳纳米管内手性催化反应活性和手性选择性大幅提升的主要原因之一。发现碳纳米管内的手性催化加速现象为发展高效多相手性催化合成提供了一种新的策略，也启发人们对多相手性催化机理的认识。