[2011年03月28日]

发现碳纳米管内加速手性催化现象

碳纳米管管腔内的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

最近,我组的工作将手性修饰的Pt纳米催化剂粒子装入碳纳米管内,发现碳纳米管显著加速手性催化的现象。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,碳纳米管管腔中的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/Al3O2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。

这项研究工作最近发表在Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.201006870,Zhijian Chen, Zaihong Guan, Mingrun Li, Qihua Yang, and Can Li )上引起学术界关注,Chemical & Engineering News在其Science and Technology 栏目中进行了Highlight报道,著名的手性催化学者、加拿大Laval 大学的McBreen教授认为 "This is a substantial step forward in optimizing the application of cinchona modifiers in asymmetric hydrogenation reactions on supported platinum catalysts. It is a lovely blend of concepts from advanced materials, heterogeneous catalysis, and asymmetric synthesis." 同时,英国皇家化学会的Chemistry Word杂志也对这一工作给予了报道。

(http://pubs.acs.org/cen/news/89/i11/8911news2.html) (http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/March/08031101.asp).。

 

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