华东理工大学的侯震山教授使用简单方法合成了由季铵盐为阳离子,过氧铌酸盐为阴离子的新型离子液体,并且在0 ℃双氧水的条件下就可以高效催化烯醇的环氧化反应。该工作首次开发出一种含单中心过氧铌阴离子的离子液体,其TOF值明显优于类似的反应体系。同时,作者通过实验发现该离子液体的母体阴离子的结构在反应条件下会发生演化,并成功分离出阴离子中间体,利用Nb 93NMR手段、红外、拉曼等技术手段进行了表征,合理的提出了可能的活性中间体结构及其反应机理。

ACS Catal., 2016, 6, 3354-3364, DOI: 10.1021/acscatal.6b00786.
合作者华东理工大学的王海丰研究员通过计算化学的方法为这一中间体的形成及环氧化反应的机理提供了有力证据。密度泛函理论(DFT)计算显示,在反应条件下,离子液体的阴离子[Nb=O(O-O)(OH)2]-形成[Nb(O-O)2(OOH)2]-中间体时在热力学上最稳定。另外,通过对反应机理的计算发现,与烯醇环氧化反应的传统机理(形成金属-烷氧过渡态)不同,当离子液体形成活性中间体以后,-OOH键更容易与烯醇的羟基形成氢键过渡态,进而氧再进行亲电进攻得到环氧化产物。这是首次深度讨论了过氧铌阴离子在烯醇环氧化反应中的机理。
这一研究成果近期已发表于《ACS Catalysis》上。
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.6b00786
原文:Highly Efficient Epoxidation of Allylic Alcohols with Hydrogen Peroxide Catalyzed by Peroxoniobate-Based Ionic Liquids
ACS Catal., 2016, 6, 3354-3364, DOI: 10.1021/acscatal.6b00786


