近日,由加拿大自然科學(xué)和工程研究委員會(NSERC)、石油研究基金會聯(lián)合贊助,由美國化學(xué)學(xué)會監(jiān)督執(zhí)行的鐵催化劑研發(fā)工作,在加拿大多倫多大學(xué)化學(xué)系的科學(xué)家們努力下終于研制成功。它有望代替貴金屬鉑催化劑,協(xié)同藥物和日用食用香料香精工業(yè)生產(chǎn)過程中的催化反應(yīng)。
該研究報(bào)告發(fā)表在《化學(xué)》。報(bào)告稱,釕、銠、鈀等金屬作為催化劑,不僅比鐵昂貴,其毒性也不可小視。這意味著如果使用上述貴金屬催化,工廠還要再支出高額費(fèi)用來清除合成過程中帶入的有毒污染物質(zhì)。而與此形成鮮明對比的是,鐵是公認(rèn)的具有低催化活性的“基礎(chǔ)金屬”。因此,一旦鐵的催化性能得以改造并利用,必將造?;瘜W(xué)工業(yè)。文章提到,成功制備鐵催化劑的關(guān)鍵在于,合成出與釕催化劑結(jié)構(gòu)相似的鐵的絡(luò)合物。
眾所周知,化學(xué)催化劑可以加速反應(yīng)的進(jìn)行,但同時(shí)也會影響反應(yīng)產(chǎn)物的化學(xué)構(gòu)型。而藥物和日用香精產(chǎn)品對于構(gòu)型的要求又相當(dāng)嚴(yán)格,例如目標(biāo)產(chǎn)物是左旋的,但若產(chǎn)品中帶入了右旋化合物,產(chǎn)品的質(zhì)量和性能會受到嚴(yán)重影響。因此,藥物和日用香精生產(chǎn)對催化劑種類的要求相當(dāng)高。此次研制的鐵催化劑,鐵元素以亞鐵形態(tài)與碳、氫、磷、氮等原子排列為單一的右旋結(jié)構(gòu)的有機(jī)大分子。該催化劑能夠催化普通酮類生成稀有醇類產(chǎn)物,例如左旋體醇類化合物的合成反應(yīng)(也稱作酮的不對稱氫轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng)),催化劑用量小、產(chǎn)率高。