利用水相反应以保持物质分离这种新方法可能会加速制造重要的工业化合物
美国的研究者证实了一种新的催化剂载体结构可以使两种不相容的催化剂协同作用。这项研究模仿了自然界划分反应的策略，有可能开辟了一锅合成法中进行多步反应的新途径。
一锅反应之所以引人注意，是因为许多步骤发生在同一个容器中，使用了同一种溶剂，减少了步骤之间纯化的时间和产物消耗。但是，不同合成阶段的催化剂如果混合在一起，可能会相互影响彼此的催化效果，阻碍了目标产物的合成。为了克服这个障碍，独立的反应步骤会被分开。通常是通过把催化剂固定在分开的载体中，使得它们不会互相影响。
纽约大学(New York University)的Marcus Weck和他的团队创造了一个聚合物载体——内部疏水外部亲水的球状胶团，通过在内部引入钴化合物、在外部引入铑化合物，胶团就可以催化两个反应来把炔烃转化成手性醇。比起分步反应和用不同载体装载不同催化剂的做法，使用了胶团的反应展现了良好的选择性和高收率，这归功于胶团层中间的反应中间产物很容易扩散。
Weck说，他研究的灵感来源于在细胞中发生的反应。“在自然界中，不同条件下的反应被放置在细胞的‘篮子’里，组织了不同的反应物混合并相互影响。”他解释道。“我们想把这种策略应用于过渡金属催化剂。”
不同于依赖复杂蛋白质折叠来形成手性“篮子”的生物催化剂，过渡金属催化剂是易于修饰的。这意味着只需替换过渡金属催化剂上连接的配体就可以改变催化剂的性质。因此，Weck的系统可以经改造以适用于其他催化剂不相容的反应。Weck想要把这些研究拓展到包含三、四个催化剂的一锅反应中。他把多催化剂体系比喻为汽车工厂。“一个人安装发动机，另一个安装车轮。我们想要建造一个小型催化剂工厂来在分子中安装数个手性中心。”
英国格拉斯哥大学(the University of Glasgow)的Andrew Sutherland认为这个研究意义重大。“如果这些胶团能够被推广和拓展到可以用于包含很多不相容催化剂的反应，那么这可能真的能让精确的多步骤合成反应一步完成。”他说。
本文由化学世界(Chemistry World)授权转载。文章首次发表于2015年10月16日。
翻译/陈璟仪
审校/张哲
原文链接：http://www.scientificamerican.co ... hemicals-in-1-pot/]
留言