來自美國的研究人員已經展示了一種新的催化劑載體結構，允許兩種不相容的催化劑協同工作。這項工作模仿了自然界對反應進行分隔的策略，並可能為多步反應的一鍋合成開闢新途徑。
一鍋反應很有吸引力，因為幾個步驟在同一個容器中，在相同的溶劑中進行。這減少了步驟之間純化所花費的時間和產生的廢物。然而，如果將合成不同階段的催化劑混合在一起，可能會相互干擾，阻止所需產物的形成。為了克服這個問題，可以透過將催化劑固定在單獨的載體上，將各個步驟進行物理分隔，使它們彼此不發生相互作用。
馬庫斯·韋克和他來自紐約大學的研究小組建立了一種聚合物載體，該載體形成具有疏水核和親水殼的球形膠束。透過將鈷絡合物引入核心，並將銠絡合物引入外殼，該膠束可以催化兩個反應，將炔烴轉化為手性醇。使用膠束的反應顯示出良好的選擇性和比分步反應或含有每種催化劑的單獨膠束更高的產量，這歸因於反應中間體在膠束的兩層之間容易擴散。
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韋克說他的研究靈感來自於細胞中發生的反應。“在自然界中，具有不同條件的反應被放置在細胞的‘口袋’中，防止不同的反應物流動在一起並相互破壞，”他解釋說。“我們想將這個想法應用於過渡金屬催化。”
與依賴於複雜的蛋白質摺疊來建立手性口袋的生物催化劑不同，過渡金屬催化劑很容易修改。這意味著可以簡單地替換連線到過渡金屬催化劑的配體，以調整催化劑的性質。因此，韋克的系統可以很容易地適用於其他具有不相容催化劑的反應。韋克打算將這項工作擴充套件到包括在單個一鍋反應中的三個或四個催化劑。他將多催化劑系統比作汽車工廠。“一個人安裝發動機，另一個人安裝車輪。我們想建立一個小型催化劑工廠，在分子中安裝幾個手性中心。”
來自英國格拉斯哥大學的安德魯·薩瑟蘭認為這項工作的影響可能是重大的。“如果這些膠束的使用可以被推廣並擴充套件到包括更多不相容的催化轉化，那麼這可能真正導致複雜有機化合物的非常複雜的一鍋多步合成，”他說。