采用"超声双溶剂"等非常规技术,结合化学还原,制备了大比表面、高稳定性和具有规整介孔结构的非负载型介孔金属纳米阵列催化剂。以具有重要工业应用价值的芳香酮手性加氢制备手性芳香醇为目标反应,考察了上述介孔金属催化剂的活性、C=O选择性、手性选择性以及使用寿命。目标是(1)为目标反应探索新型高效的催化剂;(2)研究催化剂的构效关系,探索纳米孔道尺寸和拓扑结构对手性加氢性能的影响。通过系统研究我们发现通过调变介孔Pd催化剂的拓扑结构、孔径和还原方式可以显著提升苯乙酮不对称加氢的手性选择性。相比三维单螺旋(I4132)和两维六方(P6mm),三维双螺旋(Ia3d)结构的介孔Pd催化剂上可以获得更高的手性选择性。KBH4还原得到的Pd催化剂手性选择性优于水合肼和H2还原的催化剂。优化的催化剂在常压苯乙酮及其衍生物的不对称加氢反应中展示出40-73%的对映体选择性。理论计算表明,KBH4还原得到的Ia3d结构的介孔Pd催化剂中适宜的Pd晶面结构和独特的Pd晶粒排布方式可能限制了苯乙酮和S-脯氨酸的共吸附构型,使得形成R构型占优的产物。上述发现为设计开发新型高效的多相手性加氢金属催化剂提供了新思路。
英文主题词Mesoporous nanoarray; Aromatic ketone; Heterogeneous enantioselective hydrogenation; Topology; Reduction