多相均相催化

admin Date:2018-04-28

发展兼具均多相催化优势的催化材料,实现催化反应活性和选择性的调控一直是人们追求的目标。本课题组长期围绕兼具均多相催化优势的微纳反应器的构建开展了研究工作。利用封装、缩合以及聚合反应将不同种类的催化剂,包括(手性)金属配合物、磺酸树脂、金属纳米粒子引入到多孔材料中,构建了微纳米反应器。在不对称氢化反应、酶催化的动力学拆分、金属纳米粒子催化的氢化以及酸催化等反应中,均发现了明显的“微环境效应”或“限域效应”,获得了比均相催化体系更优的催化活性或选择性,综合了传统多相催化和均相催化体系的优点,取得以下主要研究进展:


 


发展了TMOS(正硅酸甲酯)预水解修饰孔口尺寸的方法,采用该方法成功将手性分子催化剂Ru-(R-BINAP)Rh-MonoPhos封装到介孔氧化硅的纳米笼中。以Ru-(R-Binap)为模型催化剂,31P NMR研究结果表明纳米孔中的分子催化剂在催化反应过程中可以自由运动,保持了其本征属性,纳米反应器中的手性催化兼具均多相催化的特点。因此,Rh-MonoPhos@FDU-12在烯烃衍生物的手性加氢反应中表现出高于均相体系的手性选择性以及接近于均相体系的催化活性(Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 1012-1016)。采用封装方法成功将Lipase封装到FUD-12的纳米笼中,纳米笼中的Lipase(R, S)-1-phenylethanol vinyl acetate的动力学拆分反应中表现出高手性选择性并且在催化过程中未见酶的流失。为提高负载酶催化剂的活性和稳定性提供了新策略(Chem. Commun. 2013, 49, 9558-9560