第!!卷第"期
化学反应工程与工艺#$%!!，&$"!’’"年(!月)*+,-./%0+/.1-$2324-2++5-24/267+.*2$%$489+.:!’’"文章编号：!""!#$%&!（’""%）!!!!!!!!!!!!"
""""%#"(()#"%
研究简报收稿日期：!’’";’<;(<；修订日期：!’’";’=;!=
作者简介：王>盛（(?@(A ），男，硕士研究生；杨立荣（(?"!A ），男，教授，通讯联系人。3;,/-%：%58/24B CDE:+6E:.2
基金项目：国家自然科学基金资助项目（!’FF"’(’）；国家?GF 计划资助项目（!’’F)HG("’’@）酵母细胞催化（!）;";氯;=;羟基;F;羰基己酸叔丁酯的不对称还原王>盛>吴坚平>徐>刚>杨立荣（浙江大学材料与化工学院生物工程研究所，浙江杭州>F(’’!G ）摘要：通过实验筛选出了对（!）;";氯;=;羟基;F ;羰基己酸叔丁酯具有较强还原能力的菌株。利用热预处理的方法提高了反应的立体选择性，并以稳定期的菌株为催化剂，考察菌龄、底物的加入量、菌体浓度、转化时间、转化温度和IJ 值对该反应的影响，得到较佳的反应条件是F’K ，IJ 值":’，底物浓度(4L M ，湿菌体浓度(’’4L M ，转化<@*。在此条件下进行反应，产物的收率和"#$#值可分别达到"@:FN 和?=:(N 。关键词：（!）*%*氯*(*羟基*&*羰基己酸叔丁酯；（&"，(!）*%*氯*&，(*二羟基己酸叔丁酯；酵母；不对称还原中图分类号：+&’,-’.%//文献标识码：0（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯是一种重要的药物中间体，可用于合成羟甲基戊二酰辅酶O （JPQ;)$O ）还原酶的抑制剂（他汀类药物）［(］。这类药物可以有效地防止动脉粥样硬化和冠心病的
发生。目前合成（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯的主要方法有化学法和生物法。R$%S+54P 等［!］
将（!）;";氯;=;羟基;F;羰基己酸叔丁酯不对称加氢还原成（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯，产物的非对映体过剩值"#$#（6-/T1+5+$,+15-.+U.+TT V/%E+）可达??:=N ，但需要在低温下加氢，对反
应器的要求较高，而且所用的催化剂价格昂贵，因此成本较高。WX5E+26+5J 等［F ］利用乳酸菌催化还
原";氯;F ，
=;二羰基己酸叔丁酯生成（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯，收率 采用容易培养、价格便宜、适应性好的酵母细胞催化（!） ;";氯;=;羟基;F;羰基己酸叔丁酯不对称还原为（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯（见式(），并对反应的影响因素进行考察，为（F %，=!）;";氯;F ，=; 二羟基己酸叔丁酯的工业化生产提供技术支撑。 （(）万方数据 催化加氢学习知识总结 一、概述 催化加氢是石油馏分在氢气的存在下催化加工过程的通称。 ?炼油厂的加氢过程主要有两大类： ◆加氢处理（加氢精制） ◆加氢裂化 ?加氢精制/ 加氢处理 ◆产品精制 ◆原料预处理 ◆润滑油加氢 ◆临氢降凝 ?加氢裂化 ◆馏分油加氢裂化 ◆重(渣)油加氢裂化 ?根据其主要目的或精制深度的不同有： ◆加氢脱硫（HDS） ◆加氢脱氮（HDN） ◆加氢脱金属（HDM） 加氢精制原理流程图 1－加热炉；2－反应器；3－分离器； 4－稳定塔；5－循环压缩机 ◆加氢裂化：在较高的反应压力下，较重的原料在氢压及催化剂存在下进行裂解和加 氢反应，使之成为较轻的燃料或制取乙烯的原料。可分为： ●馏分油加氢裂化 ●渣油加氢裂化 加氢精制与加氢裂化的不同点：在于其反应条件比较缓和，因而原料中的平均分子量和分子的碳骨架结构变化很小。 二、催化加氢的意义 1、具有绿色化的化学反应，原子经济性。 催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物（副反应除外），具有很好的原子经济性。绿色化学是当今科研和生产的世界潮流，我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。 2、产品收率高、质量好 普通的加氢反应副反应很少，因此产品的质量很高。 3、反应条件温和； 4、设备通用性 三、国内外几家主要公司的馏分油加氢裂化催化剂 四、加氢过程的主要影响因素 1 反应压力 反应压力的影响往往是通过氢分压来体现的，系统的氢分压取决于操作压力、氢油比、循环氢纯度和原料的汽化率等 ①汽油加氢精制 ?氢分压在2.5MPa～3.5PMa后，汽油加氢精制反应的深度不受热力学控制，而是取 决于反应速度和反应时间。 ?在气相条件下进行，提高反应压力使汽油的反应时间延长，压力对它的反应速度影 响很小，因此加氢精制深度提高。 ?如果压力不变，通过氢油比来提高氢分压，则精制深度下降。 ②柴油加氢精制 ?在精制条件下，可以是气相也可是气液混相。 ?处于气相时，提高反应压力使汽油的反应时间延长，因此加氢精制深度提高。 ?但在有液相存在时，提高压力将会使精制效果变差。氢通过液膜向催化剂表面扩散 不对称催化氢化反应中配体研究进展Ξ 乔 振,王 敏 (中国农业大学应用化学系,北京 100094) 摘要:较系统地总结了用于不对称催化氢化反应的各类配体的特点及性能,对于每类配体的最新研究成果进行了较详细的评述。参考文献81篇。 关 键 词:不对称;催化氢化;配体;综述 中图分类号:O463.38,O621.3文献标识码:A文章编号:100521511(2002)012008209 Progress of L igands i n A sy mm etr ic Catalytic Hydrogenation Q I AO Zhen, W AN G M in (D epartm en t of A pp lied Chem istry,Ch ina A gricu ltu ral U n iversity,Beijing100094,Ch ina) Abstract:T he featu res and developm en t of every k ind of ligands in asymm etric catalytic hy2 drogenati on are syo tem atically discu ssed w ith81references. Keywords:asymm etric;catalytic hydrogenati on;ligand;developm en t;review 对潜手性不饱和底物(烯、酮、亚胺等)的不对称催化氢化是合成各种手性物质的重要途径。在过渡金属催化的不对称氢化反应中,手性配体作为手性诱导试剂对产物的光学纯度起着关键性的作用。在过去的30多年中,人们对不对称催化反应的研究取得了巨大的成就(如产物的对映体过量可达100%e.e.),并应用于许多重要药物(如左旋多巴、萘普生、布洛芬)及天然产物(如橙花醇等)的工业合成。但仍有不少具体反应的反应活性及对应选择性不太理想。因此设计及开发新的手性配体一直是不对称合成研究的一个重要和活跃的领域[1]。本文就近几年来出现的用于不对称催化氢化反应的新配体及其相关应用作一概述。 1 阻转异构体配体(A trop is m er ic L igands) 1.1 联萘系列配体 阻转异构体配体的手性由于其分子上基团的位阻作用使分子旋转受阻而产生(ax ial ch irality)。早在1977年,T am ao等[2]利用联萘酚 (1,1′2b is222nap h tho l)合成了第一个用于不对称催化氢化的阻转异构体配体N ap ho s(1),与R h ( )形成的络合物催化氢化乙酰肉桂酸得到54%e.e.的氢化产物,随后Grubb s[3]又合成了(-)21,1′2联萘22,2′2双二苯基膦酸酯(2),在R h ( )催化的脱氢氨基酸的不对称氢化反应中得到76%e.e.的产物;1980年,M iyano[4]合成了1,1′2联萘22,2′2双二苯基膦酰胺(3);接着N oyo ri[5]合成了1,1′2联萘22,2′2双二苯基膦(B I NA P,4) (Chart1),R h-B I NA P在催化氢化苯甲酰基肉桂酸时得到了100%e.e.的产物(Schem e1)。随后人们[6]对B I NA P的应用展开了广泛而深入的研究,证明B I NA P与R h( ),R u( )等过渡金属的络合物对不饱和键(C=C,C=O)的催化氢化具有高度的反应活性及对映选择性,并应用于其它催化领域(如氢硅烷化、烯胺异构化等)。B I2 NA P还成功地用于医药(如萘普生、布洛芬等)及天然产物(如香叶醇)的工业合成,大大降低了工业成本。B I NA P的开发成功并广泛应用,使人们对阻转异构体的的研究异常活跃起来。 — 8 — 合成化学 Ch inese Jou rnal of Syn thetic Chem istry Ξ收稿日期:2000212224 作者简介:乔振,男,汉族,山东省农药研究所高级工程师,现为中国农业大学农药学专业博士。 通讯联系人:王敏,男,回族,教授,博士生导师,主要从事不对称合成研究。E2m ail:w angm in@m https://www.doczj.com/doc/1013399441.html, 广西师范大学 硕士学位论文 含NH官能团Ni(Ⅱ)配合物的合成及其不对称催化氢化性能研究 姓名：张玉贞 申请学位级别：硕士 专业：无机化学 指导教师：陈自卢;梁福沛 20070501 含NH官能团Ni(Ⅱ)配合物的合成及其不对称催化氢化性能研究 中文摘要 2004级无机化学研究生：张玉贞指导教师：陈自卢博士 梁福沛教授 以过渡金属配合物为催化剂催化氢化羰基化合物是近几十年来比较活跃的一个课题。特别是从上世纪90年代以来，对于后过渡金属（如Rh、Ru、Ir）含NH官能团配合物的催化研究更是取得了突破性进步。日本Noyori因在此方面的卓越成就而荣获2001年诺贝尔化学奖。 含NH官能团配合物的催化研究目前主要集中在贵金属（如Rh、Ru、Ir）。而对于3d 金属NH官能团配合物的催化性能研究还非常罕见。本论文合成了一系列Ni(Ⅱ)的NH官能团配合物，对其结构进行了表征，并且选取其中6种配合物检测其催化性能。 1．NiCl2与配体乙二胺（en）、邻苯二胺（opda）和N, N, N’, N’-四甲基乙二胺（tmen）反应得到了三种新配合物：[Ni(en)(2,2′-bipy)(H2O)2]Cl2（1）, [Ni(en)(H2O)2(tmen)]Cl2·2H2O （2）, [Ni(opda)(Phen)Cl2]· CH3OH（3）。配合物（1）属单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为：a = 14.132(5) ?, b = 8.371(3) ?, c = 15.454(6) ?, β = 115.734(5)°；配合物（2）属正交晶系，P bcn空间群，晶胞参数为：a = 15.005(4) ?, b = 9.591(3) ?, c = 12.505(3) ?；配合物（3）属单斜晶系，C2/c空间群，晶胞参数分别为：a = 13.898(4) ?, b = 18.246(5) ?, c = 10.015(3) ?, β = 126.313(3) °。 2．NiCl2与环己烷乙二胺（dach）和（R, R）-1、2-二苯基乙二胺[(R, R)-dpen] 反应得到了六个新配合物：[Ni(dach)(tmen)(H2O)2]Cl2·2H2O（5），[Ni(dach)(2,2′-bipy)2(Cl)2]·2H2O （6），[Ni2((R, R)-dpen)4(H2O)2Cl2]Cl2·CH3CH2OCH3（8），[Ni((R, R)-dpen)(phen)(CH3OH)2]Cl2（9），[Ni2(dach)2(phen)2 (Cl)2(H2O)2]Cl2（10）, [Ni((R,R)-dpen)(tmen)(H2O)2]Cl2（11）。配合物（5）属正交晶系，I ba2空间群，晶胞参数为：a = 14.160(2) ?, b = 9.8435(14) ?, c = 15.221(2) ?；配合物（6）属单斜晶系，C2/c空间群，晶胞参数为：a = 15.270(15) ?, b =17.732(17) ?, c = 10.244(10) ?, β = 127.535(10)°。配合物（8）属三斜晶系，P1空间群，晶胞参数为：a = 19.738(7) ?, b =10.439(8) ?, c = 16.418(12) ?, α =105.044(11)°，β = 98.591(10)°，γ =90.003(11) °。配合物（9）属单斜晶系，C2/c空间群，晶胞参数为：a = 15.270(15) ?, b = 17.732(17) ?, c = 10.244(10) ?, β = 127.535(10)°，配合物（10）属单斜晶系，P21/n空间群，晶胞参数为：a =12.378(3) ?, b = 13.836(3) ?, c = 21.279(5) ?, β = 101.273(3)°。配合物（11）属三斜晶系，P1空间群，晶胞参数为：a = 9.017(3) ?, b =11.690(4) ?, c = 13.095(5) ?, α = 77.431(4)°，β = 89.984(4) °，γ =69.298(5)°。 思考题及参考答案： 1、什么是生物化工？ 利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成 为生物反应过程的一门学科，是生物化学与工程学相互渗透所形成的一门新学科。它应用工程学这一实践技术，以生物体细胞（包括微生物细胞、动物细胞、植物细胞）作为研究的主角、生物化学作为理论基础，从动态、定量、微观的角度，广泛而深刻地揭示了生物工业的过程。所以生化工程是化学工程的一个分支，也是生物工程的一个重要组成部分。 生物化工是化学工程的一个前沿分支，它应用化学工程的原理和方法，研究解决有生物体或生物活性物质参与的生产过程即生物反应过程中的基础理论及工程技术问题。 2、说说生物化工的特点？ （1）以生物为对象，常以有生命的活细胞或酶为催化剂，创造必要的生化反应条件，不依靠地球上的有限资源，着眼于再生资源的利用。 （2）由于细菌不耐高温，需在常温常压下连续化生产，工艺简单，并可节约能源，减少环境污染。 （3）定向地按人们的需要创造新物种、新产品和有经济价值的生命类物质，开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径。 （4）生物化工为生物技术提供了高效率的反应器、新型分离介质、工艺控制技术和后处理技术，扩大了生物技术的应用范围。 3、生物反应过程的特点 答：（1）稳定性较差 由于采用生物催化剂，可在常温常压下进行反应，且可运用重组DNA技术及细胞融合技术改造生物催化剂，但生物催化剂易于失活，易受环境影响和污染，一般采用分批操作。 （2）污染小 可采用再生性的生物资源为原料，来源丰富，价格较低，过程中产生的废料危害性较小，但往往形成原料成分不易控制，对生产控制和产品质量带来影响。（3）设备简单，能耗小 生物反应过程的生产设备较为简单，能量消耗较少，但由于过高的底物和产物会给酶带来抑制作用和微生物细胞不能耐受外界溶液过高的渗透压，反应液的底物和产物浓度不能太高，造成反应器体积很大； （4）反应机理复杂，产物提取困难 酶反应的专一性强，转化率高，但成本较高；发酵过程应用面广，成本较低，但反应机理复杂，难以进行控制，产物中常含有杂质，给提取带来困难。 4、生物化工具体研究的内容有哪些？ 答：（1）原料预处理 即底物（酶催化反应中的作用物）或培养基(发酵过程中的底物及营养物，也称营养基质)的制备过程，包括原料的物理、化学加工和灭菌过程。 （2）生物催化剂的制备 生物催化剂是指游离或固定化的活细胞或酶，微生物是最常用的活细胞催化剂，酶催化剂则从细胞中提取出来。 菌种分离、筛选、选育是生物催化剂制备的关键。 重组DNA技术及细胞融合技术改造或构建新的生物催化剂。 第!!卷第"期 化学反应工程与工艺#$%!!，&$"!’’"年(!月)*+,-./%0+/.1-$2324-2++5-24/267+.*2$%$489+.:!’’"文章编号：!""!#$%&!（’""%）!!!!!!!!!!!!" """"%#"(()#"% 研究简报收稿日期：!’’";’<;(<；修订日期：!’’";’=;!= 作者简介：王>盛（(?@(A ），男，硕士研究生；杨立荣（(?"!A ），男，教授，通讯联系人。3;,/-%：%58/24B CDE:+6E:.2 基金项目：国家自然科学基金资助项目（!’FF"’(’）；国家?GF 计划资助项目（!’’F)HG("’’@）酵母细胞催化（!）;";氯;=;羟基;F;羰基己酸叔丁酯的不对称还原王>盛>吴坚平>徐>刚>杨立荣（浙江大学材料与化工学院生物工程研究所，浙江杭州>F(’’!G ）摘要：通过实验筛选出了对（!）;";氯;=;羟基;F ;羰基己酸叔丁酯具有较强还原能力的菌株。利用热预处理的方法提高了反应的立体选择性，并以稳定期的菌株为催化剂，考察菌龄、底物的加入量、菌体浓度、转化时间、转化温度和IJ 值对该反应的影响，得到较佳的反应条件是F’K ，IJ 值":’，底物浓度(4L M ，湿菌体浓度(’’4L M ，转化<@*。在此条件下进行反应，产物的收率和"#$#值可分别达到"@:FN 和?=:(N 。关键词：（!）*%*氯*(*羟基*&*羰基己酸叔丁酯；（&"，(!）*%*氯*&，(*二羟基己酸叔丁酯；酵母；不对称还原中图分类号：+&’,-’.%//文献标识码：0（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯是一种重要的药物中间体，可用于合成羟甲基戊二酰辅酶O （JPQ;)$O ）还原酶的抑制剂（他汀类药物）［(］。这类药物可以有效地防止动脉粥样硬化和冠心病的 发生。目前合成（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯的主要方法有化学法和生物法。R$%S+54P 等［!］ 将（!）;";氯;=;羟基;F;羰基己酸叔丁酯不对称加氢还原成（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯，产物的非对映体过剩值"#$#（6-/T1+5+$,+15-.+U.+TT V/%E+）可达??:=N ，但需要在低温下加氢，对反 应器的要求较高，而且所用的催化剂价格昂贵，因此成本较高。WX5E+26+5J 等［F ］利用乳酸菌催化还 原";氯;F ， =;二羰基己酸叔丁酯生成（F %，=!）;";氯;F ，=;二羟基己酸叔丁酯，收率 竭诚为您提供优质文档/双击可除催化氢化反应安全操作规范讲义 篇一：精细化工之氢化反应的控制 精细化工之氢化反应的过程控制 一、前言 精细化工是生产精细化学品的化工行业，主要包括医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂，助剂和化学试剂等传统的化工部门，也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等近20年来逐渐发展起来的新领域，通 常具有以下特点： 1.品种多，更新换代快； 2.产量小，大多以间歇方式生产； 3.由于具有功能性或最终使用性，因此要求产品质量高； 4.技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务； 5.设备投资较小； 根据省安全生产监督管理局“关于推进化工企业自动化控制及安全联锁技术改造工作的意见”的要求，根据国内现 行的危险度评价法，从物质、容量、温度、压力和操作等5 个方面，对化工企业各装置的危险度大小进行综合分析，危险等级在高度及以上（危险度分值≥16）的化工生产、储存装置，重点是硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氢反应等危险工艺的化工生产装置，进行化工企业自动化控制及安全联锁技术的改造。由于，精细化工生产过程与一般大化工、石油化工生产具有不同的特点与要求，对它的生产过程进行控制一直是行业内推行的难点，不论是他的环境控制、还是安全控制或者是他的工艺控制都是较难实施的问题。本文仅就精细化工的特点，结合安全改造实施的具体要求，讨论一下具体实施工作中的经验与看法，供大家参考。 二、氢化反应的特点 氢化是有机化合物与氢分子的反应，在医药化工领域，氢化一般有如下两种类型：不饱和键的氢化、脱去某些保护基团（又称氢解）。 在氢化中，高压可以可增加氢在溶剂中的溶解度，氢压对反应速度的影响可以是线性的，也可以是二次方的，甚至更强烈的影响。因此，氢化反应大多采用高压工艺环境。 另外，催化剂在氢化反应中起着重要的作用，大部分氢化都是在催化剂的催化下才得以完成的。 篇二：高压氢化釜操作要点 高压反应釜的操作过程分为安装、加氢、取样、泄氢、 2005年第25卷有机化学V ol. 25, 2005第6期, 634～640 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 6, 634～640 ygzhou@https://www.doczj.com/doc/1013399441.html, * E-mail: Received August 2, 2004; revised October 25, 2004; accepted November 23, 2004. No. 6 卢胜梅等：芳香杂环化合物不对称催化氢化反应的研究进展 635 坏稠环的芳香性比完全破坏单环的芳香性所需能量低. 另外, 芳香杂环化合物的氢化比非芳香杂环化合物容易, 这一方面因为杂原子对所在的环有活化作用; 另一方面, 杂原子上的孤对电子可参与和催化剂的金属原子配位, 使催化活性中心靠近底物从而发生氢化反应. 所以在芳香稠杂环化合物氢化时, 一般都是含杂原子的环被氢化[5]. 在均相催化体系中, 第一例报道的芳香杂环化合物的氢化是在1987年, Murata 等[8]使用原位产生的(＋)-(DIOP)RhH 作催化剂, 乙醇作溶剂, 室温下对2-位取代的喹喔啉1进行不对称氢化(Eq. 1), 反应需36～72 h, 产物2-甲基-1,2,3,4-四氢喹喔啉只有3%的对映选择性(Table 1, Entry 1). 虽然ee 值很低, 但毕竟实现了对芳香杂环化合物均相不对称氢化, 为后来致力于研究芳香杂环化合物不对称氢化的工作者开辟了道路 . 1998年, Bianchini 研究小组[9]利用邻位金属化铱的二氢复合物fac -exo -(R )-[IrH 2{C 6H 4C*H(Me)N(CH 2CH 2- PPh 2)2}] (L1) 作催化剂, 实现了对2-甲基喹喔啉(1)的高对映选择性氢化, 取得了高达90%的ee 值(Table 1, Entry 2), 但转化率只有54%, 当转化率为97%时, ee 值为73% (Table 1, Entry 3), 反应要在100 ℃进行, 甲醇和异丙醇是最好的溶剂选择. 这是目前对2-甲基喹喔啉氢化取得的最好结果. 同一研究组在2001年又报道了用[(R ,R )-BDPBzPIr(COD)]OTf 和[(R ,R )-BDPBzPRh(NBD)]- OTf 作催化剂, 对2-甲基喹喔啉(1)进行氢化[10], 但ee 值不理想, 分别为23%和11% (Table 1, Entries 4 and 5). 在反应中, 他们发现铑的活性比铱的高, 但对映选择性低. 2003年, Henschke 和Casy 等使用Noyori 的RuCl 2- 氢化为模型反应, 50 ℃, 3.0 MPa 的氢气压力下, 对一系列的手性双磷配体和手性二氨的组合进行了筛选,结果发现(S )-xyl-hexaPHEMP (L3)和(S ,S )-DACH 的组合取得了较好的结果(73% ee ) (Table 1, Entry 6), 所有反应20 h 内转化率都在94%以上, 且S /C 为1000/1[11]. 该催化体系的活性很好, 但对映选择性只是中等. 表1 2-甲基喹喔啉的不对称氢化 Table 1 Asymmetric hydrogenation of 2-methylquinoxaline Entry Catalyst Yield/% ee /% 1 (＋)-(DIOP)RhH 72.0 3 2 L1 53.7 90a 3 L1 96.5 73b 4 [L2Ir(COD)]OTf 40.7 23a 5 [L2Rh(NBD)]OTf 93.2 11a 6 RuCl 2/L3/(S ,S )-DACH 99.0 73c a CH 3OH 作溶剂; b i -PrOH 作溶剂; c t -BuOH 作溶剂. 2000年, Ito 等[12]首次报道了对N -Ac 和Boc 保护的2-位取代吲哚进行不对称催化氢化(Eq. 2), 反应在60 ℃下完成, 取得了最高为95%的ee 值. 他们使用的是一个反式鳌合配位的二茂铁双磷配体L4, 金属前体是[Rh(NBD)2]SbF 6. 这一催化体系对2-位取代的N -Ac 保护的吲哚, 无论是收率或对映选择性都取得了令人满意的结果, 碱碳酸铯的加入是取得高对映选择性所必须的. 对N -Boc 保护的吲哚氢化对映选择性不如N -Ac. 但对于3-位取代的N -Ac 保护的吲哚2在上面标准条件下, 反应不能转化完全, 除了所要的氢化产物3外, 还得到 了N 上Ac 被脱除的产物4 (Eq. 3). 钌系催化剂在不对称催化氢化反应中的应用 何伟平20083310 应化08-1班 摘要：潜手性酮不对称加氢生成的手性仲醇是合成手性药物和精细化学品的重要中间体，钌催化剂对催化无论是简单酮还是β-酮酸酯的不对称加氢反应具有显著的优越性。 关键字：不对称氢化、钌、酮、β-酮酸酯。 不对称催化反应作为一个手性增量过程已成为人工合成旋光性产物最有效的手段之一。其中不对称氢化反应发展较快,是研究得较多的一类反应。不对称催化具有容量大、产率高、反应速度快、产物分离相对容易、催化剂的手性易于通过改变配体来修饰等优点，使该领域成为国际化学家研究的热点。酮的不对称催化加氢已成为合成手性醇最重要的方法之一，而钌催化剂对催化酮的不对称加氢反应具有的高活性和高对映选择，使它一直被各国化学家所关注。本文对钌系催化剂不对称催化氢化简单酮和β-酮酸酯的最新进展进行综述。 1 简单酮的不对称氢化 对不含官能团的简单芳香酮来说，由于除酮羰基外不具有与催化剂中心金属进行配位的辅助功能基团, 因此导致钌-膦配合物催化剂对这类酮加氢的对映选择性不高。直到1995年Noyori发现Ru(Ⅱ) –BINAP-diam ineKOH催化体系后，才使得简单芳香酮的不对称催化加氢在催化活性和对映选择性上有了突破性的进展。此后，膦配体、钌、手性二胺形成的三元配合物常用作简单酮进行不对称催化氢化反应的催化剂。图1 可能的过渡态机理研究表明，手性双胺双膦钌催化剂之所以获 得很高的催化活性和对映选择性. 一个可能的原因 是：在反应过程中，上述催化剂可与反应底物酮生成 催化活性的六元环过渡态。首先，手性胺膦钌络合物 在碱的作用下生成Ru-H 络合物，红外光谱已证实了 该结构的存在。此外，手性配体中的“NH”官能团， 在催化反应过程中，通过形成氢—氧键，可能生成电 荷交替的六元环过渡态（图1）。 同时，催化剂各配体的存在使底物酮只能沿着特 定的反应通道与催化剂络合，从而有利于单一对映体产物的生成。 厦门大学李岩云等根据金属原子簇络合物含有多个金属中心，可望发挥多个金属原子间的协同作用，参与对底物的有效络合与活化的依据，成功设计并合成了用羰基钌原子簇 Ru 3(CO) 12 作为催化剂的前体，分别与手性双胺双膦配体组合的手性原子簇催化体系。相对 于单核钌催化剂，其转化率和ee值均有大幅提高（表 1）。 表 1 原子簇/手性胺膦配体混和体系催化芳香酮的不对称转移氢化 酮手性催化剂产率 (%) ee (%) 1 苯乙酮 Ru3(CO)12/5 91 81 2 苯乙酮 Ru3(CO)12/1 11 83 不对称催化在有机化学中的应用 1110712 胡景皓 不对称催化反应是使用非外消旋手性催化剂进行反应的，仅用少量手性催化剂，可将大量前手性底物对映选择性地的转化为手性产物，具有催化效率高、选择性高、催化剂用量少、对环境污染小、成本低等优点。经过40年的研究，不对称催化已发展成合成手性物质最经济有效的一种方法。 不对称催化领域最关键的技术是高效手性催化剂的开发，因为手性催化剂是催化反应产生不对称诱导和控制作用的源泉。美国孟山都公司的Knowles和德国的Homer在1968年分别发现了使用手性麟一锗催化剂的不对称催化氢化反应，从此不对称催化反应迅速发展。近几十年来手性配体的开发是不对称催化领域最为关注的焦点，并已合成出上千种手性配体，其中BINAP和(DHQD)2PHAL等已实现工业化应用，对映选择性已达到或接近100％，在氢化、环氧化、环丙烷化、烯烃异构化、氢氰化、氢硅烷化、双烯加成、烯丙基烷基化等几十种反应中取得成功，同时在均相催化剂负载化、水溶性配体固载化等研究中也取得了突出成果。以下是不对称催化研究的一些实例。 一、脯胺酸及其衍生物催化的不对称Michael加成反应 Listd、组在2001年首次用脯氨酸作催化剂研究了不对称Michael成反应。以DMSO为溶剂进行催化反应，获得了较好的收率，但是选择性却很差。这与之前报道的脯氨酸催化的不对称Aldol反应相比，e.e值明显降低。 随后，2002年Endersd、组对该反应进行了进一步的探索。在筛选L．脯氨酸用量时，发现反应中实际起催化作用的是溶解于溶剂DMSO中的L．脯氨酸，为此于体系中加入一定量甲醇或以甲醇为溶剂来增大L．脯氨酸的溶解度，同时加大催化剂的用量，该反应的e．e．能够提高到57％，但是反应时间大大延长。 https://www.doczj.com/doc/1013399441.html, 用呼吸缺陷型酵母催化4-氯-3-羰基丁酸乙酯的不对称还原 倪宏亮，姚善泾* (浙江大学化学工程与生物工程学系，浙江杭州 310027) 摘要：通过紫外诱变，经2，3，5-氯化三苯四氯唑平板和非发酵型碳源培养基鉴定，得到6株面包 酵母的呼吸缺陷型变异株。考察了6株呼吸缺陷型酵母催化4-氯-3-羰基丁酸乙酯的不对称还原反应， 分别测定了其中3株呼吸缺陷型酵母的线粒体复合体Ⅰ、Ⅰ+ Ⅲ、Ⅱ+ Ⅲ和Ⅳ的活性。结果表明，4- 氯-3-羰基丁酸乙酯的转化率在49~75%之间，产物收率在31~69%之间，对映体过量值最高可达72%， 比正常酵母的54%提高了18%；3株突变株线粒体内复合体I-Ⅳ的活性与正常酵母相比都有不同程度 的下降。 关键词：呼吸缺陷型；面包酵母；不对称还原；线粒体复合体；紫外诱变；4-氯-3-羰基丁酸乙酯 Asymmetric Reduction of Ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate with Respiratory-Deficient Mutants of Baker’s Yeast NI Hongliang, YAO Shanjing (Department of Chemical and Biochemical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang, China) Abstract：Six respiratory deficient (RD) mutants of baker's yeast were induced with ultraviolet radiation, which were identified by 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride plate and carbon sources without sugar. The characteristics of asymmetric reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate catalysed by six RD mutants were studied. And activities of four complexes, Ⅰ, Ⅰ+Ⅲ, Ⅱ+Ⅲ and Ⅳ, in electron transfer chain of three RD mutants were detected separately. The results showed that the conversions of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate catalyzed by RD mutants were among 49%~75%, and yields were among 31%~68%, while enantiomeric excess (e.e.) of RD mutants increased to 72%, which was 18% higher than that of natural baker's yeast. The activities of 4 complexes in RD mutants were all lower than in normal yeast. Key words:Respiratory deficient; Baker’s yeast;Asymmetric reduction; Mitochondria complex; Ultraviolet mutagenesis; Ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate 1. 引言 为了改变酵母催化不对称还原反应的立体选择性和催化速率不高[1]的状况，必须深入了解酵母内部的酶系构成和对酵母进行改造已十分必要，其中呼吸缺陷型酵母是一种比较好的选择。呼吸缺陷型酵母指在酵母线粒体膜上组成呼吸链的 *收稿日期：2007-11-5. 第一作者：倪宏亮，男，博士研究生； 联系人：姚善泾. Tel: (0571)87951982; Fax: (0571)87951015; E-mail: yaosj@https://www.doczj.com/doc/1013399441.html,. 基金项目：高等学校博士点学科专项科研基金(No：20050335131)资助 !第!!卷!第"期!!化!!!工!!!学!!!报!!!!!!!# $%&!!!’"!())*年"月!!+$,-./%!$0!123456/%!7.8,9:-;!/.8!<.=5.33-5.=!!125./"!!>,= ,9:!())*""""""""""""""# # # # 研究论文 酵母催化(W 辛酮不对称还原为(W 辛醇杨忠华!姚善泾!夏海峰!梅乐和 !浙江大学化学工程与生物工程学系#浙江杭州@?))(A "摘!要!利用活性酵母细胞催化(W 辛酮的不对称还原#合成在制备光学活性物质中具有重要用途的直链手性仲醇C 实验发现不对称还原的产物主要是F W (W 辛醇#反应的转化率和光学选择性都比较高C 考察了底物浓度$产物$辅助底物的种类及浓度#以及U N 值和温度对反应的转化率和光学选择性的影响C 结果表明#底物和产物对酵母的活性具有一定的毒害作用#产物(W 辛醇对酮的还原反应具有抑制作用#酵母能选择性地催化F W (W 辛醇氧化为相应的酮%在酵母催化还原(W 辛酮的同时需要一定的辅助底物来再生辅酶L >Z !B "N #利用?)=&I E ?的 葡萄糖作辅助底物较好%温度@)j $U N 值@&)或A &)为较好的反应条件C 关键词!酵母!全细胞生物催化!不对称还原!手性化合物!F W (W 辛醇中图分类号!D h)@@!!!!!!文献标识码!>文章编号!)*@"E ??!A !())*")"E ?@)?E )! >M fOO ( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 催化氢化反应安全操作原则(通 用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process 催化氢化反应安全操作原则(通用版) 1．催化剂领用量应遵循按需领用的原则。需要多少领多少，要避免一次领用过多，长期放置不用，而导致催化剂活性降低甚至失活，或者干燥失水甚至自燃。暂时存放须用氮气保护。 2．仪器设备的检查与使用 （1）实验室里进行催化氢化反应，实施前必须仔细检查所用仪器，不得使用有明显破损、有裂痕以及有大气泡的玻璃仪器； （2）对所使用的氢气袋子必须用氮气检查是否漏气，不得使用漏气的氢气袋子； （3）检查所用的胶管是否老化不可用以及接头处是否松动； 对于使用高压釜进行的催化氢化反应，初次使用高压釜前必须有专人进行培训。使用设备前必须按规定逐项检查，主要内容包括：（1）场地是否整洁有序，避免摆放杂乱导致的安全隐患； （2）氢气及氮气的压力表头使用前必须进行打压试验，确认正 常后方可使用； （3）氢气及氮气钢瓶压力； （4）管路是否有裂纹，是否畅通； （5）各阀门是否漏气，并对确认其开/关状态； （6）热电耦温度计是否正常可用，线路是否完好不露电，插热电偶时注意插到底，使之真实反应体系温度等； 3．投料：向容器中加入溶剂和原料，搅拌溶解后，向容器中吹入氮气一段时间，使体系处于惰性气氛中，再加入催化剂。加入催化剂的动作要快，以尽可能减少催化剂自燃并引燃溶剂的可能性。或者先将催化剂加到溶剂中再一起转入反应器，再加入主原料，但因为体系呈黑色难以观察。 置换体系：用真空抽尽体系中的空气后，用氮气袋向体系中通入氮气，再抽尽氮气，如此重复操作3-5次，然后再抽尽氮气，用氢气袋通入氢气，如此重复操作2-3次，最后通入氢气进行反应。在高压釜中，要求置换次数均要多一些。 4.反应中间取样：取样前，先用氮气置换体系2－3此，或者吹 摘要：不对称催化反应作为一个手性增量过程已成为人工合成旋光性产物最有效的手段之一。其中不对称氢化反应发展较快,是研究得较多的一类反应。不对称催化具有容量大、产率高、反应速度快、产物分离相对容易、催化剂的手性易于通过改变配体来修饰等优点，使该领域成为国际化学家研究的热点。 关键字:不对称氢化、钌、酮、β-酮酸酯。 随着科学技术的发展和人类生活质量的提高，人类对生命的重视和对药物的要求亦越来越高。近30年来，特别是最近10年来手性药物的合成已经成为世界各国十分重视的一个领域。20世纪60年代欧洲曾出现过以外消旋体形式出售的药物“反应停”造成的悲剧，因为其Ｒ构型异构体是一种镇静剂，而构型异构体却会导致胎儿的畸型，当外消旋的反应停”作为药物用来治疗妊娠反应时，导致了数以千计的胎儿畸型。为了不使这类悲剧重演，1992年美国食品和药物管理局（FDA）公布了一系列准则以指导这类药物的开发，规定对外消旋药物，必须对其进行拆分并证明其无毒副作用。欧共体也有类似的规定。 最新统计结果表明，1999年世界药品销售总额约3600亿美元，其中手性药物约1177亿美元，占药品总额的32.7%；2000年世界药品销售总额约3900 亿美元，其中手性药物约1325亿美元，比1999年约增加13.9%；预计到2005年手性药物的销售总额将达到约１718亿美元。北美、日本和欧共体都将在今后几年里上市一大批单一对映体的手性药物。所以，获得光学纯物质，已经成为当代化学家所面临的最具挑战性的任务之一。 长期以来，人们只能从天然产物中提取单一对映体药物，或用生物酶催化方法合成。如用一般的化学方法合成得到的是外消旋体，还需经过繁琐的化学拆分。不对称合成开辟了从非手性物质人工合成手性产物的新途径，而在众多的不对称合成反应中，在手性药物工业制备中最有发展前途的是不对称催化法。它具有手性增殖、高立体选择性和经济性等优点。 不对称催化反应体系包括均相不对称催化和多相不对称催化体系。近年来研究得较多的不对称催化反应包括不对称催化氢化、不对称催化环氧化、不对称催化氢甲酰化等。均相不对称催化体系自从20世纪60年代Ｋｎｏｗｅｌｓ发现了手性铑一膦配体的不对称催化氢化反应以来，Ｎｏｙｏｒｉ又成功地合成了BINAP等手性配体，并将其用于不对称催化氢化反应，得到了很好的光学选择 催化加氢方程式 石油馏分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及杂环硫化物，在加氢条件下发生氢解反应，生成烃和H2S. 主要反应如下： RSH +H2RH+H2S R S R+2H2+H2S (RS)2+3H22RH+2H2S S +4H2R C4H9+H2S R S +2H 2+H2S 石油馏分中的氮化物主要是杂环氮化物和少量的脂肪胺或芳香胺，在加氢条件下反应生成烃和NH3. 主要反应如下： R CH2NH2+H R CH3+NH3 N +5H2C5H12+NH3 N +7H2C3H7+NH3 N H +4H2C4H10+NH3 石油馏分中的含氧化合物主要是环烷酸及少量的酚、脂肪酸、醛、醚及酮，含氧化合物在加氢条件下通过氢解生成烃和H2O. 主要反应如下： OH+H 2+H2O COOH +3H2CH3+2H2O 石油馏分中的金属主要有镍、钒、铁、钙等，主要存在于重质馏分中，尤其是渣油中。这些金属对石油炼制过程，尤其对各种催化剂参与的反应影响较大，必须除去。渣油中的金属可分为卟啉化合物(如镍和钒的络合物)和非卟啉化合物(如环烷酸铁、钙、镍)。以非卟啉化合物存在的金属反应活性高，很容易在 H 2／H 2S 存在条件下，转化为金属硫化物沉积在催化剂表面上。而以卟啉型存在的金属化合物先可逆地生成中间产物，然后中间产物进一步氢解，生成的硫化态镍以固体形式沉积在催化剂上。加氢脱金属反应如下： 22,''H H S R M R MS RH R H --???→++ 烯烃在加氢条件下主要发生加氢饱和及异构化反应。烯烃饱和是将烯烃通过 加氢转化为相应的烷烃；烯烃异构化包括双键位置的变动和烯烃链的空间形态发生变动。这两类反应都有利于提高产品的质量。其反应描述如下： R －CH=CH 2 ＋ H 2 → R －CH 2－CH 3 R －CH=CH －CH=CH 2 ＋ 2H 2→ R －CH 2－CH 2－CH 2－CH 3 nC n H 2n →iC n H 2n (异构化) iC n H 2n ＋ H 2 →iC n H 2n ＋2 值得注意的是，烯烃加氢饱和反应是放热效应，且热效应较大，因此对不饱和烃含量高油品加氢时，要注意控制反应温度，避免反应床层超温。催化加氢总结
不对称催化氢化反应中配体研究进展
的合成及其不对称催化氢化性能研究
生物化工思考题
酵母细胞催化(S)-6-氯-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯的不对称还原
催化氢化反应安全操作规范讲义
芳香杂环化合物不对称催化氢化反应的研究进展
钌系催化剂在不对称催化氢化反应中的应用
不对称催化在有机化学中的应用
用呼吸缺陷型酵母催化4-氯-3-羰基丁酸乙酯的不对称还原
酵母催化2-辛酮不对称还原为2-辛醇
催化氢化反应安全操作原则(通用版)
不对称氢化
催化加氢方程式
相关主题
文本预览