【文献解读】Green Chem 环境友好的常温常压的烯烃的选择性加氢

烯烃的催化加氢反应是目前工业上一个非常重要的反应，主要应用于制备化学工业的医疗药品，商品化学品，农用化学品和许多其他有价值的产品的领域中。然而目前在均相催化体系中催化的烯烃加氢所使用的贵金属催化剂是比较难回收的。而非均相催化剂催化这类反应催化剂容易回收，但是反应时常需要在高压反应釜高压氢气中进行。而且很难控制选择性的对烯烃加氢如果反应物同时包含多个还原的官能团。

目前商业上最常用的是使用2-10mol%Pd/C在溶剂甲醇中对烯烃选择性加氢。虽然该方法已经很成熟，然而该方法使用有毒的有机溶剂甲醇和危险的高压氢气，有时候催化一些特殊的包含多个易还原的官能团底物只能部分选择性的加氢。因此该法需要进一步改进。

近日, 加州大学Bruce H. Lipshutz教授课题组在Green chemistry上发文, 提出了一种绿色可持续在水溶剂中选择性的烯烃加氢的合成路线，使用ppm级别商业上的Pd/C催化剂。该催化体系展现出了非常优异的催化烯烃底物（包括很多天然产物）选择性加氢。

图文解读

作者首先选择烯烃底物1，在反应条件1wt% Pd/C(500 ppm), 常压H₂气球, 2 wt % 表面活性剂在水中, 室温，10h, 催化选择性的加氢，反应结果如下：

结果表明，在体系TPGS-750表面活性剂和水的体系中,该ppm级别的Pd/C催化剂展现出了优异的催化加氢选择性。生成了98%产率的目标底物。而其他的表面活性剂和水的催化体系展现出了较低的催化活性。而工业上常用的甲醇溶剂体系只得到了67%产率的加氢产物。

随后作者开始了筛选其他不同的反应底物来探究上述的催化反应体系的适应性。结果表明: 该催化体系展现出了优异的底物适应性。大部分的底物几乎被100%选择性的转化到了相应的加氢产品。而且，两种药物分子也可以被合成通过高选择性的加氢。

随后作者筛选了一些天然产物的选择性加氢。结果表明：所筛选的几乎所有的天然产物底物均被选择性加氢，得到高产率的加氢产物。这进一步论证了该催化体系的普遍适应性，高效性。

随后作者评价了该催化体系的稳定性。结果表明，该催化体系在三次循环反应后也依然能够保持很好的稳定性。而第四次反应又重新加入了100 ppm的Pd/C催化剂和Et₃SiH氢源, 反应活性几乎恢复了第一次的水平。

作者然后又筛选了一些其他的特殊的底物，这些底物同时包含除了烯烃的碳碳双键，也包含另外的容易被还原的官能团和含一些卤素的官能团。结果表明，该催化体系依然能够选择性的对烯烃上的碳碳双键进行选择性加氢，包含卤素元素底物也一样能够被高选择性的加氢。

随后作者比较了该催化体系与已知报道的催化体系在催化同一种反应底物的反应性能。结果表明，该催化体系在整体的反应条件上和催化反应结果都是好于文献上报道的。

最后，作者选取了四例反应后的溶液进行元素分析探究金属Pd的溢流量。结果表明，反应后，只有小于1ppm的Pd溢流到溶液中。

结论

1. 文章提出了一种绿色可持续在水溶剂中选择性的烯烃加氢的合成路线，使用ppm级别商业的Pd/C 催化剂。该催化体系展现出了非常优异的催化烯烃底物（包括很多天然产物）选择性加氢。

2. 该催化体系表现出了很好的稳定性。具有很好的取代目前商业上的Pd/C甲醇体系的工业应用前景。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D0GC02087G

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