负载型催化剂催化亚胺多相不对称加氢反应研究

Chiral amines are important synthetic intermediates due to their application in the pharmaceutical, agrochemical and fine chemical industries. Inorganic compounds-supported mesoporous heterogeneous catalysts for enantioselective hydrogenation have attracted a great deal of interest because of matching the economic and environmental requirements. Herein, supported metal catalysts are synthesized from the prepared and commercially obtained inorganic compounds for the heterogeneous enantioselective hydrogenation of imines. Several imines synthesized according related literatures are hydrogenated to the corresponding chiral amines. The heterogeneous catalytic systems are investigated from the support, modifier, transition metal and reaction conditions by HPLC, HTEM and NMR. The project lays a foundation for the heterogeneous enantioselective hydrogenation of imines and also bodes well for further practical applications of this methodology.

手性胺化合物是医药，农业化学，精细化工过程中重要的合成中间体。而无机材料负载的多孔多相催化剂由于符合经济及环境的要求在不对称加氢领域引起了极大的关注。因此本项目拟合成系列无机载体与市场购买的无机材料一同应用于负载过渡金属催化剂催化的亚胺多相不对称加氢反应。根据文献合成一系列的亚胺底物，在合成催化剂的作用下加氢成为相应的手性胺化合物。该催化体系将从载体、修饰剂、过渡金属和反应条件等几个方面进行考察，并且利用高效液相色谱、高分辨透射电镜以及核磁共振等技术手段进行研究。该项目奠定了亚胺多相不对称加氢反应的基础，也为该多相催化不对称加氢体系的实际应用提供了佐证。

许多的药物分子以及农用化合物分子结构中都含有手性胺结构单元，制备光学纯的手性胺小分子对于合成这些药物以及农用化合物具有重要的应用价值。获得手性胺最有效的方法之一就是通过亚胺不对称催化加氢。无机材料负载的多相催化剂由于符合经济及环境的要求在不对称加氢领域引起了极大的关注。本项目围绕催化剂制备方法，载体合成，载体粒径，金属前体及担载量，稳定剂种类与浓度等对亚胺不对称加氢性能进行了考察。通过项目的实施，我们以未取代的亚胺作为多相不对称催化加氢的模板底物，分别从底物浓度，手性修饰剂种类与浓度，溶剂，氢气压力等方面进行了亚胺不对称加氢反应条件优化，开发了纳米氧化硅、氧化铝负载的铱金属多相催化剂，该催化剂可以在温和条件下高效的催化未取代的亚胺加氢，即使是在不加入手性配体的条件下，氧化硅负载铱催化剂依然可以实现未取代亚胺的高活性加氢。将合成的7种亚胺底物，用于多相不对称加氢反应研究，所有的苯环上含有供电基团的亚胺都获得了较高的加氢转化，而苯环上含有吸电基团的亚胺的加氢活性略有下降。此外我们通过简单过滤就实现产物与氧化铝催化剂的分离提纯，而且催化剂过滤烘干后应用于亚胺的催化加氢体系，可以实现多次循环，且加氢的活性没有观察到明显的下降现象。该项目的实施为亚胺多相不对称加氢研究打下了坚实的基础，也为亚胺的多相催化加氢的工业应用提供了依据。