近期,汕头实验室绿色催化合成课题组的科研成果以《Homogenous Iron-Catalysed hydrogenation of polar substrates with precise chemoselectivity》为题发表在催化类期刊Journal of Catalysis上。该研究首次利用Fe/P4N2催化体系实现了极性底物的精准选择性加氢,研究中采用的丰产金属铁配合物作为催化氢化催化剂,更加廉价、绿色、环保。
研究背景:
贵金属催化剂具有较高的催化活性、选择性和稳定性,广泛应用于高端化工、制药、电子等领域。但因其价格昂贵、资源有限,且在制备和使用过程中也存在一定的环境和安全风险,因此需要寻找更加廉价且绿色的替代品。
基于此,以廉价金属(如:锰、铁、钴等)代替贵金属的催化剂的开发已成为发展新型氢化催化剂的主要目标之一和均相催化领域的研究热点。
目前,廉价金属催化氢化的致命弱点在于可靠性、通用性和较高的催化剂负载量。因此,发展具有高催化活性、普适性以及高化学选择性的廉价金属催化体系极具挑战性。
研究概况:
科研人员利用Fe/P4N2催化体系实现了对醛、共轭酮、硝基芳烃等类底物的高效、精准选择性氢化。
该催化体系具有极好的普适性 (56 examples),反应条件温和,官能团兼容性好,催化剂前体及所用试剂对水、氧不敏感。且该催化体系对醛类底物表现出了极高的催化活性(TON: 105),是截至目前报道的铁催化活性最高的体系之一。
随后,科研人员单独制备出了铁氢物种并通过1 H NMR 与31P NMR表征了该物种为反式trans-Fe(H)2。机理研究和控制实验表明,配位饱和的trans-Fe(H)2配合物在催化循环中是真正的还原性物种。
研究团队及资助:
汕头实验室为本文第一通讯单位,汕头实验室柔性引进张绪穆教授为通讯作者,汕头实验室段亚南博士为本文的第一作者和共同通讯作者。
该工作得到了化学与精细化工广东省实验室(Grant nos. 2011006和2132013)和广东省科技创新战略专项基金(no.210730166882026)。
科研人员简介