来自美国的研究人员已经展示了一种新的催化剂载体结构，允许两种不相容的催化剂协同工作。这项工作模仿了自然界对反应进行分隔的策略，并可能为多步反应的一锅合成开辟新途径。
一锅反应很有吸引力，因为几个步骤在同一个容器中，在相同的溶剂中进行。这减少了步骤之间纯化所花费的时间和产生的废物。然而，如果将合成不同阶段的催化剂混合在一起，可能会相互干扰，阻止所需产物的形成。为了克服这个问题，可以通过将催化剂固定在单独的载体上，将各个步骤进行物理分隔，使它们彼此不发生相互作用。
马库斯·韦克和他来自纽约大学的研究小组创建了一种聚合物载体，该载体形成具有疏水核和亲水壳的球形胶束。通过将钴络合物引入核心，并将铑络合物引入外壳，该胶束可以催化两个反应，将炔烃转化为手性醇。使用胶束的反应显示出良好的选择性和比分步反应或含有每种催化剂的单独胶束更高的产量，这归因于反应中间体在胶束的两层之间容易扩散。
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韦克说他的研究灵感来自于细胞中发生的反应。“在自然界中，具有不同条件的反应被放置在细胞的‘口袋’中，防止不同的反应物流动在一起并相互破坏，”他解释说。“我们想将这个想法应用于过渡金属催化。”
与依赖于复杂的蛋白质折叠来创建手性口袋的生物催化剂不同，过渡金属催化剂很容易修改。这意味着可以简单地替换连接到过渡金属催化剂的配体，以调整催化剂的性质。因此，韦克的系统可以很容易地适用于其他具有不相容催化剂的反应。韦克打算将这项工作扩展到包括在单个一锅反应中的三个或四个催化剂。他将多催化剂系统比作汽车工厂。“一个人安装发动机，另一个人安装车轮。我们想建立一个小型催化剂工厂，在分子中安装几个手性中心。”
来自英国格拉斯哥大学的安德鲁·萨瑟兰认为这项工作的影响可能是重大的。“如果这些胶束的使用可以被推广并扩展到包括更多不相容的催化转化，那么这可能真正导致复杂有机化合物的非常复杂的一锅多步合成，”他说。