Only Perception: 多倫多大學的綠色催化劑可取代鉑族金屬

2009-04-14

多倫多大學的綠色催化劑可取代鉑族金屬

University of Toronto chemists uncover green catalysts
http://www.physorg.com/news158856665.html

April 13th, 2009

一個來自化學系的多倫多大學研究團隊發現有用的、以鐵製成的「綠色」催化劑，那也許能取代更加昂貴且有毒的鉑族金屬，那通常用於工業化學製程以生產藥物、香精與調味料。

藥物的合成通常依賴催化劑的使用，而催化劑的費用影響了藥物的最終成本。如果這種催化劑有毒，那通常使用鉑族金屬（platinum-metals），例如釕（ruthenium）、銠（rhodium）與鉑（palladium），那麼它必須要使用昂貴的純化技術，自合成產物中完全移除。

"使用一種便宜且毒性較少的催化劑，例如鐵，就能夠避免這些缺點，" Robert Morris 教授說。這項研究 4/9 出現在 Chemistry - A European Journal 線上版。

成功地把鐵當作是一種催化劑使用，以取代經常所使用的釕，令人訝異，因為，鐵被視為一種低催化活性的「基本金屬（base metal）」。成功的祕訣在於以一種類似最活躍之釕催化劑的結構來製備某一種鐵的複合物，Morris 說。

化學催化劑通常為人所知的是它們加速某種反應的能力，不過它們也能夠影響反應中所產生之化學物質的結構，Morris 說。催化劑，若用以合成將來被當作是藥物或香精使用的化學物質 -- 當它們導致某種構造形態之化學物質的生產，而非其鏡像形態時，最有價值（例如製造左旋形態而非右旋形態）。

這種催化劑是透過附加到鐵而製成（成為其含鐵的 (ferrous) 狀態）-- 一種包含碳、氫、磷與氮的有機分子，其原子專門以一種右旋的結構形態排列。

這種催化劑只需少量，就能將大量而廉價的酮（ketone），轉換成大量且值錢的酒精產品，而且只有左旋形態。這種過程稱為不對稱（氫）轉移氫化（asymmetric transfer hydrogenation）。

※ 相關報導：

＊ Iron(II) Complexes for the Efficient Catalytic Asymmetric Transfer Hydrogenation of Ketones
http://www3.interscience.wiley.com/journal/122314630/abstract

Nils Meyer, Dr., Alan J. Lough, Dr.,
Robert H. Morris, Prof. Dr.
Chemistry - A European Journal, Published Online: 9 Apr 2009
doi: 10.1002/chem.200802458

Iron(II) carbonyl compounds of the type trans-[Fe(NCMe)(CO)(P-N-N-P)][BF4]2 bearing the ethylenediamine-derived diiminodiphosphine ligands (R,R)- or (S,S)-1,2-diphenyl-1,2-diaminoethane were synthesized and characterized, including by their crystal structures. The new complexes are suitable precatalysts for the transfer hydrogenation of ketones at room temperature, giving turnover frequencies of up to 2600 h-1 with low catalyst loadings (0.025-0.17 %). Screening experiments showed that the precatalysts are able to produce alcohols from a wide range of simple ketones. For sterically demanding prochiral ketones, excellent enantioselectivities were obtained (up to 96 % ee).