硒催化的绿色合成反应进展

0
2612

A+

摘要

对硒催化化学的研究方兴未艾。由于硒元素价格低廉、对生态友好，以及催化剂可回收利用，催化过程清洁等优点，硒催化的绿色合成反应，有着很好的工业应用前景。最近5年以来，硒催化的有机化学反应被广泛报导，而我们课题组着重研究硒催化的绿色合成反应，利用该催化技术，开发了一系列绿色氧化方法，为制备很多有用精细化工中间体，如反式-1,2-环己二醇、2-取代环丁酮、烯酯、β-紫罗兰酮环氧化物、有机腈、醛酮等提供了新的合成方法。此外，通过对比分析各反应之间的联系，我们已逐步探索出有机硒催化反应中选择性调控的一般规律，提出了相关的理论。本文对此进行一个回顾，并展望这一领域的发展趋势。

引言

硒是一种稀散元素，目前已知最早的与该元素相关的文献报导，是古代旅行家马可.波罗记载的肃州牲畜毒草中毒事件。直至1817年，硒元素才被瑞典化学家永斯·雅各布·贝采里乌斯（Jons Jakob Berzelius）从硫酸厂铅室凝结的红色残渣中发现。自其被发现后的近100年内，人们并不知道这种元素有什么用途。1949年后，硒才被发现有抗癌作用，并且是人所需的微量元素。适量的硒摄入，有利于人体健康。目前，有关硒资源的开发利用，逐渐得到了重视。含硒保健品与农产品开发是硒资源利用的主要方向。

我们课题组长期从事硒元素有机化学的研究。最近，我们开始关注含硒化合物独特的催化性能。硒催化化学方兴未艾，并且随着研究的深入，逐渐分化为两个研究方向：（1）新反应的探索；（2）绿色合成反应的开发。前者为有机合成化学的发展提供新的合成工具，从而实现很多通过传统方法无法实现的复杂结构简便合成，而后者则重点研究将硒催化技术应用于各种有用的化工中间体的清洁合成，开发高原子经济的无过渡金属参与的新合成工艺。我们课题组长期从事绿色合成化学的研究，其中，硒催化剂的开发及其在绿色合成中的应用，是一个重要的研究方向。目前，我们已成功将硒催化应用到烯烃氧化、醛酮Baeyer-Villieger氧化、以及肟的脱肟与脱水等反应中，开发了一系列重要的精细化工中间体的绿色合成方法。本文将对此进行回顾，并对硒催化绿色合成未来的发展趋势作一个展望。

结论

由于硒价格较低、对环境友好，反应过程清洁以及催化剂可回收利用等优点，硒催化剂可广泛应用于有潜在工业应用价值的绿色合成反应。通过对催化剂取代基、电性的调控，还可以调节催化剂性能，从而实现反应选择性的调控。未来，开发易于回收套用、高催化剂转化数的含硒催化材料，是硒催化绿色合成反应的发展方向。这些硒催化新材料的开发，不仅可以降低催化剂成本，提高反应效率，还可以引入更多新的可调控参数，例如：硒含量、催化剂形貌、催化剂结构、载体暴露晶面等，从而为开发更多有趣的有机合成新反应，进行选择性调控，奠定了基础。我们课题组正顺应这一发展趋势，展开进一步的硒催化新材料的设计制备工作。

1 硒催化烯烃氧化反应