加拿大成功研制鐵催化劑

近日，由加拿大自然科學(xué)和工程研究委員會(huì)（NSERC）、石油研究基金會(huì)聯(lián)合贊助，由美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)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(guò)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(lái)清除合成過(guò)程中帶入的有毒污染物質(zhì)。而與此形成鮮明對(duì)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，必將造福化學(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(huì)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(duì)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(huì)受到嚴(yán)重影響。因此，藥物和日用香精生產(chǎn)對(duì)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(duì)稱氫轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng)），催化劑用量小、產(chǎn)率高。