Noyori不對稱氫化

野依良治（R. Noyori）氫化催化劑是指手性雙膦配體BINAP與金屬釕（Ru）配位形成的手性配合物。此類催化劑可以還原脫氫胺基酸、烯胺、不飽和羧酸、酮酸酯和簡單酮等化合物。野依良治因對不對稱氫化反應的貢獻與夏普萊斯共享了2001年諾貝爾化學獎。Noyori等人發展的[Ru（II）-(BINAP)]類催化劑可根據陰離子的不同主要分為：[Ru(OAC)₂(BINAP)]、[RuX₂(BINAP)]（或[Ru(arene)(BINAP)]X; X=Cl、Br或I）和[RuCl₂(BINAP)(diamine)]。這三種催化劑前兩種的穩定性較差，要保存在惰性氣體氛圍中，第三種穩定性較好。

基本介紹

• 中文名：Noyori不對稱氫化
• 催化：脫氫胺基酸、烯胺等化合物
• 發現人：野依良治
• 領域：有機合成

[RuOAc2(BINAP)]催化劑

[RuOAc₂(BINAP)]催化劑在烯醯胺、不飽和羧酸和異丙醇等的不對稱氫化中表現出極高的手性誘導能力和催化活性。

催化循環：

催化循環

[RuX2(BINAP)]類催化劑

在β-酮酸酯氫化反應中，[Ru(OAC)₂(BINAP)]幾乎是無效的，而含有鹵離子的[RuX₂(BINAP)]類催化劑對該底物的催化卻非常有效。另外對α-位羥基、烷基，二烷基胺基、鹵素等官能團的酮類底物同樣表現出了很好的催化活性和對映選擇性。此類羰基化合物的不對稱還原中，氫氣壓力一般要求在50-100atm範圍內，甲醇或乙醇作為溶劑，催化劑的轉化數（底物與催化劑的物質的量之比）可達到2000以上，對β-酮酸酯的氫化，產物ee值在98%以上，其他底物的ee值也在92%以上。

[RuX₂(BINAP)]先在氫氣作用下形成單氫釕配合物，才參與到催化循環中。產物的對映選擇性在於，羰基在氫離子活化後，負氫在羰基碳的Si-面還是Re-面。

催化循環

[RuCl2(BINAP)(diamine)]催化劑

[RuCl₂(BINAP)(diamine)]催化劑的製備一般分為兩步：首先BINAP與[RuCl₂(benzene)]₂在DMF溶液中配位，然後在加入手性雙胺（diamine）得到相應的催化劑。此催化劑是Noyori在1995年發現的一種新型催化劑，它對簡單酮化合物的不對稱氫化非常有效。它在苯乙酮的氫化中，轉化數（底物與催化劑的物質的量之比）可達到2400000。在鹼（如叔丁醇鉀）存在下，以異丙醇為溶劑，各種芳酮、雜環芳酮、不飽和酮等均可以被高效、高對映選擇性地氫化，產物的ee值高達99%。

BINAP與手性胺必須構型匹配：BINAP類配體中，磷原子所連苯基上有3,5-二甲基取代時（Xyl-BINAP），手性誘導效果最佳。手性二胺配體主要是環己二胺（DACH），1,2-二苯基乙二胺（DPEN）和1,1-二（4-甲氧基苯）-2-異丙基-1,2-乙二胺（DaiPEN）。(R)-Xyl-BINAP與(R)-DaiPEN或者(S)-Xyl-BINAP與(S)-DaiPEN組合的催化劑的效果最佳。

此類催化劑的反應中通常要加入強鹼，因此不能用於對鹼敏感的酮的氫化。但最近Noyori發展了一類不需要加鹼的手性釕-雙膦雙胺催化劑[RuH(BH₄)(BINAP)(diamine)]。該催化劑可以在中性條件下實現簡單酮的不對稱氫化，但反應速度較慢。

產物的構型和對映選擇性由雙氫配位化合物J將氫通過六元過渡態L轉移到酮羰基這一過程決定的。該反應中異丙醇(IPA)作為還原劑，可以使得該反應在室溫進行，十分簡便。另外除了IPA-KOH的組合外，HCO₂H-Et₃N也經常作為還原劑組合使用。

催化循環