论文总字数：13580字

摘 要

：作为一种资源稀少的贵金属，铱主要应用于制备有机金属铱催化剂。铱催化剂分为均相的有机金属铱催化剂和负载型催化剂。负载型催化剂的组成包括常规的均相催化剂和载体，可循环使用，以减少环境污染物。近年来大量的化工废物不断地恶化了生存环境，水作为绿色溶剂，已经进入化学家们的视野，在减少环境污染的同时，水更为普遍，能够节约成本。本文主要综述了近年来国内外有机金属铱催化剂在水相加氢反应中的应用的研究进展。根据催化方法、产物是否为手性分子，将从手性催化和非手性催化两方面展开讨论有机金属铱催化剂。

关键词：有机金属铱催化剂，水相，加氢反应，手性

Abstract: As a precious metal resource, iridium is mainly used for preparing organometallic iridium catalysts. The iridium catalyst is divided into homogeneous organometallic iridium catalysts and supported catalysts. The supported catalyst ,including a conventional homogeneous catalyst and load,can be recycled to reduce environmental pollutants. In recent years, a large number of chemical wastes have continuously deteriorated the living environment. Water as a green solvent has already entered the chemists" vision. While reducing environmental pollution, water is more common and can save costs. In thisthesis, the recent progress in the application of organometallic iridium catalysts inwater-medimhydrogenation is reviewed. According to the catalytic method and whether the product is a chiral molecule, the organometallic iridium catalyst is discussed based on both the chiral and non-chiral catalytic aspects.

Keywords:organometallic iridium catalyst, water-medim, hydrogenation reaction,chiral

目录

1 前言 4

2 有机金属铱催化剂 5

2.1 非手性有机金属铱催化剂 5

2.2 手性有机金属铱催化剂 6

3 负载型有机金属铱催化剂 12

3.1 非手性负载型有机金属铱催化剂 12

3.2 手性负载型有机金属铱催化剂 13

结论 15

参考文献 17

致谢 18

1 前言

铱是一种贵金属，是地球地壳中最稀有的的元素之一，平均质量比例很低，资源稀少，是金含量的2.5%，是铂的1.0%，价格比较昂贵^[1]，其主要用于制备有机金属铱催化剂，以提高反应速率。有机金属铱催化剂的应用形式一般有两类：有机金属铱化合物主要用于均相催化有机反应，而铱金属及其合金和负载型铱金属用于多相催化。负载型催化剂主要由常规的均相催化剂和载体组成。负载型催化剂不仅可以解决了传统均相催化剂难回收利用问题^[2]，而且还能多次回收、反复利用；由于催化剂与产物容易分离，对环境污染减少。在保护环境的前提下，负载型催化剂在现阶段取得了重大发展。

人类生存环境不断被有机化工工业生产的大量的化工废物恶化，工厂和生活中“三废”的随意排放，及难处理整治，使绿色化学日益受到化学家们及群众的重视。因此，工业选取常见的水作为溶剂具有很重大意义。因为水作为一种绿色溶剂，可以减少环境污染。由于水分子比常用的有机溶剂的内聚能密度、介电常数都高出很多，所以在水相中进行的有机反应和在有机溶剂中相比较有明显的不同^[3]，主要表现在立体化学方面。另一方面，在水相中的反应有选择性更高，反应速率更快和产率更高。

自然界中的物质多种多样，其中一些物质为手性分子，他们的关系就像实物和镜像，虽然其原子组成是相同的，但是空间结构完全不同，并且不能重合，就如同人的左右手一样。手性是自然界的基本属性，手性分子也可以人工合成。人工合成手性分子比较有效的方法是手性催化。手性催化在药物化学和材料化学等方面都具有很重要的影响。绝大部分制药公司正在研究的很多新药都具是手性分子。目前主要通过不对称合成方法来合成手性分子。所谓不对称合成是指在手性环境中把非对称原料转化为手性物质的方法，在不对称合成中起着重要作用是手性催化剂的使用。其中不对称催化转移氢化近年来在不对称合成中发展很快。不对称催化转移氢化就是在手性催化剂作用下，用除H₂以外的其他氢供体为氢源^[4]，例如HCOONa、甘油等，使潜手性化合物被还原的反应。不对称转移氢化溶剂通常为2-丙醇、HCOOH-Et₃N、水。当用HCOOH-Et₃N作为有机溶剂时，2-丙醇参与酮/醇平衡会降低对映选择性使反应不能完全转化，污染环境，水是最优秀的替代溶剂。

因此，本文主综述了近年来国内外有机金属铱催化剂在水相氢转移反应中应用的研究进展：(1) 水溶性有机金属铱化合物在水相中的催化。观察pH的改变、不同氢供体、不同配体、不同TON等对水溶性催化剂活性影响，以及对产物产率、对映选择性的改变。虽然水溶性催化有着很好的活性，对反映的催化剂效果好，却存在着催化剂的循环使用的问题。(2) 负载型有机金属铱催化剂的催化。又因为手性分子的广泛应用，根据催化方法、产物是否为手性分子，将从手性催化和非手性催化两方面展开讨论有机金属铱催化剂。

2 有机金属铱催化剂

2.1 非手性有机金属铱催化剂

因为反应特异性、pH选择性，以及减轻与使用有机溶剂相关的环境问题，水溶性有机金属催化剂的开发受到化学家们的广泛关注。

在水溶性有机金属催化剂中，很少化学家直接利用含有水分子作为配体。有机金属水合配合物是新的pH选择性催化剂，它们的结构由于水配体的去质子化而随pH的变化而急剧变化。2001年Makihara等^[5]报道了有机金属铱水合物[Cp^*Ir^III(H₂O)₃]² (Cp^*=η⁵-C₅Me₅)、[Cp^*Ir^III(H₂O)₃]² 作为水溶性羰基化合物和烯烃在水中的氢化的催化剂前体(5-20mmol/L[Cp^*Ir^III(H₂O)₃]² 、​​100mmol/L底物)在25^oC、0.1~0.7MPa的压力下，pH约为-1~4的反应。通过使用0.1-10mol/L HClO₄/H₂O和0.1mol/L NaOH/H₂O调节溶液的pH。作者建议[Cp^*Ir^III(H₂O)₃]² 中的H₂O配体可以充当碱，在这些酸性条件下可以加速二氢的异解活化，形成推定的氢化铱活性催化剂，如图1所示。由于氢化物质子化，活性催化剂在这些酸性介质中的稳定性应该低于中性溶液。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：13580字