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过渡金属催化剂

在过渡金属催化剂中取样过渡金属(铁、银、铱、铑、钯和镍)。

催化领域是一个广泛而多样的领域,其试图模仿自然界所拥有的催化剂酶的精细功能。过渡金属催化剂能够很容易给出或抓取其他分子的电子,使其成为一类出色的催化剂。催化本身具有一个非常重要的特征就是在化学转化过程中不会消耗催化物成分。金属的催化作用可进一步细分为非均相金属催化和均相金属催化。在过渡金属化学领域内,有几类转化方法已在合成化学以及越来越多的非合成化学中流行起来。这些方法基于其开发实验室而命名,包括但不限于:Stille、Buchwald–Hartwig、Negishi、Heck、Miyaura–Suzuki、和Sonogashira.

我们可为合成有机化学家提供大量重要性日益提升的催化剂和金属。我们具有广泛的过渡金属催化剂产品线。其中较突出的金属催化剂说明如下。



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钛催化剂

我们提供具有多种有机配体的钛配合物,从而形成用于有机合成的有效钛催化剂。例如,CpTiCl3 已被用作室温杂环环化反应的一种有效钛催化剂。在将电子不足的烯烃转化为非对映体纯的7-羟基降冰片烯,以及将丙烯酸甲酯转化为高度取代的降冰片烯衍生物的过程中,采用了二茂钛二氯化物和双(甲基环戊二烯基)二氯化钛作为钛催化剂。

钒催化是钒的第二大应用,仅次于钢铁产量提升添加剂用途。钒催化剂可以有效活化过氧化物并选择性氧化各种底物,如溴化物、硫化物和烯烃。研究表明这些催化剂能够将氧原子有效转移到底物上,非常适合在大规模反应中高选择性获取有价值的氧化分子。另外,钒催化剂可用作烯烃聚合的有效催化剂。氧化钒可用于车辆排放标准品和原油脱硫工艺。此外,可利用生态氧化剂(例如氢和烷基过氧化物)大幅提升钒催化剂的工业潜在应用。

铁和铁化合物在自然界中分布广泛,可用作试剂或催化剂。例如,在经典的亲电子芳族取代反应中,氯化铁和溴化物一直用作Lewis酸铁催化剂。含有有机配体的铁络合物目前尤为瞩目,可以用作许多转化的环保型Fe催化剂。铁催化在氨硼烷脱氢过程的有效作用的最新研究也说明了这一点(氨硼烷(NH3:BH3,AB)是一种很重要的储氢材料)。

作为一种经济又环保的催化剂,钴催化剂引起了人们对交叉偶联的浓厚兴趣。这是一类高活性试剂,广泛应用于药物、天然产物和新材料的有效和选择性合成。这类催化剂对各种碳-碳(C-C)键的形成具有较高的反应活性。与最常用于金属催化交叉偶联的催化剂钯和镍相比,含有钴盐的钴催化剂具有良好的官能团耐受性、温和的反应条件和较高的化学选择性。因而,可在有机金属试剂介导下,进行多种含乙烯基、烷基或芳基卤化物的新颖钴催化反应。

从形成碳-碳键的交叉偶联反应,到用兰尼镍催化剂还原富含电子的碳键的反应,镍催化在许多合成转化中起着核心作用。这些镍催化剂具有多种氧化态:镍(0)、镍(II)、镍(III)和镍(IV)。可直接购买的Ni催化剂类型包括:铝镍(Al Ni)合金、水合铵镍、Ni COD、Ni卤化物(氯化物、溴化物、氟化物和碘化物)、Ni环戊二烯基、镍金属、乙酰丙酮化镍和由W.R. Grace and Company生产的兰尼镍催化剂。

铜催化剂可用于较温和的反应条件并显示出优异的产率,但化学反应速率缓慢且需要高温。在过渡金属介导的形成碳-碳键和碳-杂原子键的反应中,铜催化已用于Ullmann反应、Diels-Alder反应、扩环反应、Castro-Stevens偶联、Kharasch-Sosnovsky反应、以及Huisgen 1,3-偶极环加成反应(使用Meldal和Sharpless独立开发的Cu(I)催化剂)。这种所谓的铜(I)催化的叠氮化物-炔烃环加成反应(CuAAC)通过末端炔烃和叠氮化物生成三唑。

碳-碳键和碳-杂原子键的催化作用对合成化学以及药理学、材料和生物化合物的合成至关重要。有机溶剂和配体可作为铜催化交叉偶联反应的添加剂,提高反应产率并实现较温和的反应条件。我们可提供高效的铜催化剂和预催化剂,以及含铜的金属有机骨架(MOF)组分。

锌催化在合成化学和有机合成中具有广泛的适用性。氯化锌催化剂充当中强度Lewis酸,可以催化Fischer吲哚的合成并将芳基转化为吲哚,以及Friedel-Crafts酰化反应,并通过芳烃和酰氯生产出单酰化产物。除ZnCl2以外,氧化锌催化剂也可用于多种催化转化。我们还提供其他类型的锌催化剂(例如各种卤化锌),可用于催化立体定向反应和区域选择性反应。除了其催化特性外,我们的锌化合物还应用于化学发光量子点和纳米材料的材料科学。我们的锌化合物也可以用作Negishi偶联反应中有机锌试剂制备的起始原料。

由诺贝尔奖获得者Ei-ichi Negishi开发的锆催化不对称碳铝化(ZACA)反应也许是锆催化剂最知名的应用例子之一。ZACA反应可用于通过手性双(茚基)锆催化剂,利用有机铝试剂对烯烃进行手性官能化。另一种值得关注的锆催化剂是二氧化锆或氧化锆。氧化锆催化剂在非均相催化中的应用范围正在迅速增长。其中一些应用包括:一氧化氮的分解、羧酸还原为醛、仲醇选择性脱水为末端烯烃、一氧化碳加氢为异丁烷。

使用适当的钌催化剂,可通过环保且易于获得的氧化剂,轻松选择性氧化转化多种官能团。在合成化学应用中,钌催化有望成为一种选择性催化氧化转化超强大工具,适用于烯烃的不对称环氧化、双氧物种的产生、烯烃的二羟基化以及醇的氧化脱氢等。

钌催化剂还广泛用于复分解反应,其中Grubbs催化剂更是烯烃复分解领域最著名的催化剂。Grubb催化剂之所以广泛应用,主要是由于其对多种官能团具有高度耐受性且在空气和多种溶剂中的稳定性高。

铑催化剂经证是激活碳氢键的适宜促进剂,已成为一类兼具挑战性和吸引力的催化工具。铑催化在催化脱氢交叉偶联反应应用中逐受关注,可实现高质量的C–C键结构。尽管钯是大多数应用实例首选金属,但Rh催化剂同样是此类活化过程的适宜促进剂。使用铑催化剂可获得许多重要的偶联物,例如芳基–芳基、芳基–烯烃和烯烃–烯烃,是获得重要有机骨架的一种可行途径。

钯催化剂反应条件(温度、溶剂、配体、碱和其他添加剂)可微调,因而成为有机化学合成中极为通用的一种工具。此外,钯催化剂对各种官能团具有很高的耐受性,且通常能够提供优异的立体和区域特异性,避免引入保护基团。这类高度通用的催化剂可用于碳键形成反应(主要是C–C、C–O、C–N和C–F),例如:Heck偶联、Suzuki偶联、Stille偶联、Hiyama偶联、Sonogashira偶联、Negishi偶联和Buchwald-Hartwig胺化反应等。

在非均相催化中,钯催化剂(如Lindlar催化剂,或Lindlar钯)在促进选择性加氢反应中非常高效,包括选择性地将三键转化为顺式双键、聚烯烃单加氢、以及叠氮化物加氢为胺类。

诚邀您品鉴我们广泛的高度通用均相和非均相钯催化剂。为在纯化和反应后纯化方面提供更大的便利性,我们还提供了一些负载型Pd催化剂,以及适用于各种键形成和加氢/还原反应的全系列可回收和固定化Pd Encat®催化剂。

我们的产品线包含多种用于有机合成过渡金属催化的高质量银催化剂。银络合物具有高氧化能力和高氧化电位,因此银催化使用广泛,还可用作银活化剂,以增强其他催化剂(例如金)的电负性。银化合物的化学计量氧化电位有助于有机和无机合成反应。均相银催化的有机转化彰显了银的独特氧化还原化学能力,以及高立体选择性和区域选择性催化反应的能力。银催化剂可介导有效形成分子间和分子内键。使用银催化的非均相工艺包括NOx还原和一氧化碳(CO)催化氧化为二氧化碳(CO2)的工艺。银(I)盐可用于几种银催化的亲核加成反应和有机转化。银离子相关的高氧化电位使得银催化、络合物和配体在化学合成中变得十分重要。

我们提供高效的铂催化剂,例如二氧化铂(也称为Adams催化剂),适于在有机合成中氢化和脱氢各种官能团。其在反应过程中会形成活性Pt催化剂铂黑。利用铂催化能够在炔烃上诱导顺式加成,形成顺式烯烃。使用铂催化剂的两个最重要的转化包括将硝基化合物氢化为胺、以及将酮氢化为醇。值得注意的是,烯烃的还原可以在硝基存在下用Pt催化剂Adams催化剂进行,而硝基不会被还原。将硝基化合物还原成胺时,铂催化剂表现优于钯催化剂,可最大限度避免氢解作用。该Pt催化剂还用于磷酸苯酯氢解——钯催化剂无此能力。

在1980年代之前,人们普遍认为金的催化活性微乎其微。F. Dean Toste(加利福尼亚大学伯克利分校)等人带头的研究进展经将金推向了过渡金属催化的前沿。特别是最近,与膦连接的金(I)络合物已成为强大的C-C键形成催化剂,能够在温和条件下进行多种反应。其可用于构建C–C键的方法包括:环丙烷化、烯炔异构化、Rautenstrauch重排、烯键反应和扩环反应。通常,该催化剂体系依赖于膦金氯化物(I)配合物与银盐助催化剂的结合,以在原位形成活性物质。

无论您进行何种有机或有机金属催化应用,我们都可提供您所需的过渡金属催化剂。