催化合成精选

催化合成是化学工业的基石，也是中间体工艺研发的核心技术领域。近年来，催化合成正经历从单一催化体系向多策略融合、从经验优化向机理驱动的深刻转型。催化新技术科研涵盖均相催化新突破、多相催化体系创新、多策略耦合与机理等。近年来，介离子卡宾（MICs）作为一类新型有机催化剂受到广泛关注。与经典的氮杂环卡宾（NHCs）相比，MICs具备独特的电子结构和多样的反应模式，展现出替代传统过渡金属催化剂的巨大潜力。钯催化在含氧杂环的构建中具有经典地位。近二十年来，Pd(II)催化的烯烃分子内氧杂环化反应持续发展，已成为合成天然产物关键中间体的重要工具。光催化技术的进步使得传统上难以利用的高活性中间体变得"驯服"。牛津大学Willis团队近日在《Nature Catalysis》报道，通过引入磺酰胺氟单元，成功实现了亚胺三线态激发态中间体的可控生成与利用。多相催化因其易分离、可循环、适合连续生产的特点，在工业催化中占据主导地位。近期研究聚焦于活性中心精准构筑和反应机理深入理解。《工业催化》期刊近期综述系统总结了Au/TS-1催化剂在丙烯气相环氧化中的研究进展。研究表明，金粒径约2 nm时催化效应最优，Au与Ti双位点的协同催化是反应发生的关键。金属氧化物催化剂在含氧/烃类原料的活化转化中扮演重要角色。《Catalysis Reviews》最新综述更新了金属氧化物催化中单分子和双分子反应的机理认识，重点强调了Lewis酸-碱化学、Bronsted酸-碱化学和氧空位氧化还原化学三类反应机制。介离子卡宾有机催化、非贵金属催化剂的持续突破，正在降低对贵金属的依赖，提升催化过程的可持续性。级联催化、光-热协同、电-热协同等多模式耦合策略，正在拓展催化转化的边界，实现单一体系难以达成的复杂转化。原位/操作表征技术与理论计算的深度融合，使得催化反应机理的认识从"黑箱"走向"白箱"，为催化剂理性设计提供了坚实基础。未来催化合成的核心竞争力，将属于那些能够将机理认识的深度、催化剂设计的精度与工艺放大的可行性有机整合的研究与开发体系。
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催化合成精选

钯催化合成α-芳基,杂芳基或烯基-α,α-二氟烯丙基结构的方法

背景介绍α-芳基,杂芳基或烯基-α,α-二氟烯丙基结构化合物及其衍生物在生物医药,农药和材料科学中具有广泛的应用.然而,传统的合成方法通常依赖于羰基通过DAST或Deoxofluor等氟化剂反应生成,存在反应步骤冗长,官能团兼容性差以及使用剧毒试剂的缺点.近年来,过渡金属催化的合成方法虽然有所改进,但仍存在催化剂用量高,反应条件苛刻等问题.
Catalysts, 2025, 15(9), 845.

催化合成电石的创新方法与工业化应用

背景与现状工业上生产电石的主要方法是电热法,尽管该工艺发展成熟,操作简单,但其反应机理决定了这是一个高能耗,高污染的合成过程.电石合成反应是一个固相吸热反应,原料传质,传热效率低,化学动力学过程时间长,因而需要高温加热和高活性的焦炭作为原料.反应温度通常在2000-2200℃,这不仅需要大量的能量加热,还对设备的耐热性能提出了高要求,从而提高了投资成本和能耗.
Catalysts, 2026, 16(5), 404.

卤代核苷类药物酯衍生物的酶催化合成与应用

卤代核苷类药物的重要性卤代核苷类药物,如5-氟-2'-脱氧尿苷和碘苷,在临床治疗中具有广泛的应用,主要用于癌症治疗和抗病毒治疗.然而,这类化合物在临床使用中也表现出诸多问题.例如,5-氟-2'-脱氧尿苷可能导致肝炎和硬化型胆道炎等副作用,且其口服生物利用度较低,容易被体内的核苷磷酸化酶破坏糖苷键,生成抗癌活性低的5-氟尿嘧啶.因此,提高这类药物的生物利用度和减少其毒副作用成为研究的重点.
工业催化, 2025, 33(7).

CO2资源化利用:离子液体催化合成环状碳酸酯的技术突破

二氧化碳资源化利用的化学挑战在全球碳中和战略背景下,如何实现CO2的高效资源化利用成为科研界和产业界关注的焦点.作为热力学稳定的惰性分子,CO2的转化通常需要高温高压条件或高活性催化剂,传统方法常采用贵金属配合物或强碱体系,导致反应条件苛刻且成本高昂.特别是在环状碳酸酯生产领域,传统光气法存在严重安全环保隐患,而CO2与环氧化物的环加成反应提供了一条原子经济性达100%的绿色路径.
University of Oxford. Nature Catalysis, 2025.

功能离子液体催化合成β-氨基衍生物的高效方法

β-氨基衍生物的重要性β-氨基酮,酯,腈和酰胺衍生物是一类重要的精细化工中间体,广泛应用于抗生素,药物合成及其他高价值化学品的制备.传统的合成方法包括MannIch反应和aza-MIchael加成,但这些方法通常需要使用大量的有毒溶剂,苛刻的反应条件以及复杂的后处理步骤.相比传统方法,采用功能离子液体作为催化剂的MIchael加成反应提供了一种更高效,更环保的替代方案.这种方法不仅避免了有毒溶剂的...
Catalysis Reviews: Science & Engineering, 2025, 67(4): 1060-1125.

手性氮杂双环化合物的酶催化合成及其在丙型肝炎药物中间体中的应用

手性氮杂双环化合物的合成背景博昔普韦(boceprevIr)和特拉匹韦(telaprevIr)是两种重要的丙型肝炎病毒(HCV)蛋白酶抑制剂.它们的化学结构中,手性氮杂双环化合物是关键中间体之一.传统的化学合成方法虽然可行,但存在收率低,原料成本高,反应条件苛刻,对环境不友好等问题,难以满足工业化生产的需求.
Catalysts, 2025, 15(9), 845.

苯并氮杂卓类化合物的无金属催化合成新路径与工业化展望

七元氮杂环化合物的合成挑战与突破在药物化学领域,苯并氮杂卓骨架因其在抗抑郁药帕罗西汀,抗过敏药氯雷他定等关键药物分子中的核心结构而备受关注.传统合成方法依赖钯,银等贵金属催化体系,不仅成本高昂,还存在重金属残留风险.近期发展的无金属催化路径采用(NH4)2S2O8/DMSO反应体系,通过氧化脱羧/环化串联反应,一步构建苯并[1,2-b]氮杂卓母核,目标产物收率最高可达82%.
工业催化, 2025, 33(7).

双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠催化合成乳酸-乙二醇共聚物技术

医用生物降解材料的需求与挑战近年来,随着医药及生物医学科学的迅猛发展,医用生物降解材料的需求急剧增长.这类材料在药物控释,软组织修复,植入性硬组织支撑及替代材料等方面具有重要用途.然而,传统聚酯合成中使用的辛酸亚锡催化剂具有细胞毒性,存在难以彻底去除的问题,成为材料安全性的一大隐患.开发新型无毒,高效的聚合反应催化剂无疑是当前医用高分子材料研究的重中之重.
University of Oxford. Nature Catalysis, 2025.

双核碱性离子液体催化合成壬基酚的高效方法

壬基酚的重要性与合成挑战壬基酚(NP)是石油化学和有机合成工业中的重要原料和中间体,广泛用于生产表面活性剂,树脂和橡胶稳定剂等.其合成主要通过苯酚与烯烃的直接缩合反应,其中壬基的取代位置与壬烯的结构密切相关.然而,传统的合成方法存在诸多问题,如催化剂用量大,选择性低,产品色泽差以及对设备的腐蚀严重等.为解决这些问题,开发新型高效催化剂成为行业迫切需求.
Catalysis Reviews: Science & Engineering, 2025, 67(4): 1060-1125.

双酶级联催化合成(R)-3-氨基-1-丁醇的绿色生物技术

双酶级联催化合成(R)-3-氨基-1-丁醇的背景手性胺醇化合物是许多生物活性分子的重要结构单元,广泛应用于医药和精细化工领域.其中,(R)-3-氨基-1-丁醇是合成抗艾滋病整合酶抑制剂度鲁特韦(DolutegravIr)的关键前体,并可用于β-内酰胺类抗生素的合成.传统的化学合成方法存在反应条件苛刻,环境污染大,安全系数低等问题,而生物催化法则提供了一种更为绿色,温和的合成途径.
Catalysts, 2025, 15(9), 845.