1. Irodalmi összefoglaló
1.2. Enantioszelektív hidrogénezés ionos folyadékokban
1.2.3. Ionos folyadékokban végzett enantioszelektív hidrogénezés
Az enantioszelektív hidrogénezés környezetbarátabbá tétele szempontjából is igen fontos lépés az illékony oldószerek (legalább részbeni) helyettesítése más, kevésbé
párolgó vagy veszélyes oldószerekkel. Az enantioszelektív hidrogénezésben az illékony szerves oldószerek kiváltásának egyik irányvonala különböző vízoldható katalizátorok kifejlesztése, melynek köszönhetően vizes oldatban is végre lehet hajtani enantioszelektív hidrogénezést (Amrani, 1989; Ahlquist, in press). A vízoldhatóság szempontjából a legnehezebb kérdés, hogy a nagyméretű foszfin ligandumok is vízoldhatók legyenek, ennek egyik módja, ha a ligandum nagyszámú hidrofil (pl. – SO3H vagy –OH csoportot) tartalmaz. A víz, mint oldószer a lehető
„legkörnyezetbarátabb” és legolcsóbb, azonban a vizes közegű hidrogénezés esetében ma még jelentős hátrány a vízoldható foszfinligandumok magas ára (Zhao, 2002).
Megfelelő alternatívát jelenthet az ionos folyadék közegű katalízis (Baudequin, 2003). A legelterjedtebben alkalmazott Rh-és Ru- bázisú hidrogénező katalizátorok (Rh-DIOP, Rh-DUPHOS, Ru-BINAP…) ionos jellegüknél fogva kiválóan oldódnak az ionos folyadékokban.
Az ionos folyadék közegű katalízisnek egy másik fontos előnye is van. A katalízis során igen fontos követelmény a költséges katalizátor visszanyerése, ez viszont homogén rendszerben csak igen bonyolult módon valósítható meg (pl. nanoszűréssel).
Ionos folyadékkal kétfázisú katalitikus rendszer hozható létre, ami lényegesen egyszerűsíti a katalizátor visszanyerését (1.2.5. ábra).
1.2.5. ábra: Kétfázisú rendszer ionos folyadék felhasználásával (IL = ionos folyadék, KSZ = koszolvens, S = szubsztrátum, T = termék, K = katalizátor, il = koszolvensbe átoldódott ionos folyadék, k = koszolvensbe átoldódott katalizátor, t = ionos folyadékba átoldódott termék, ksz = ionos folyadékba átoldódott koszolvens) (Wolfson, 2005/b)
A kétfázisú rendszer lényege, hogy a rendszerben az ionos folyadék (IL) mellett egy másik (az ionos folyadékkal nem elegyedő) oldószer, koszolvens (KSZ) is jelen van.
Míg az ionos folyadék jó oldószere a szintén ionos jellegű katalizátorkomplexnek (K), addig a koszolvens a szubsztrátumot (S) oldja jól. A reakció indításakor homogenizálni kell a rendszert (keverés, rázatás). A reakció lejátszódása után a kevertetést megszüntetik, ekkor a két fázis magától szétválik. Ekkor a koszolvens az extrakciós oldószer szerepét is betölti, azaz a termék (T) a koszolvens fázisban foglal helyet, ami így dekantálással könnyen kinyerhető. Ezzel szemben a katalizátor az IL fázisban marad, ami a teljes ionos folyadék fázissal együtt újabb reakcióciklusban ismét felhasználhatóvá válik. A reális rendszerekben természetesen az ionos folyadék tartalmaz(hat) valamennyi terméket (t) illetve átoldódott ko-szolvenst (ksz), a koszolvens dekantálásával pedig az ionos folyadék egy része (il), valamint a katalizátor egy része (k) is elveszik („katalizátor átoldódás; catalyst leaching”). Az optimális koszolvens csak nagyon kis mértékben oldja az ionos folyadékot (il), és nagyon jól a terméket (T). Az egyik legáltalánosabban alkalmazott koszolvens az izopropanol.
(Wolfson, 2005/b).
Az ionos folyadék közegben végzett aszimmetrikus hidrogénezés szakterületén eddig megjelent irodalomból a legjelentősebbeket összefoglalóan az 1.2.1. táblázat mutatja be.
A legelső ionos folyadékban végzett aszimmetrikus hidrogénezést 1995-ben közölte Chauvin (Chauvin, 1995). Ennek során α-acetamido-fahéjsavat hidrogéneztek [bmim]SbF6/IPA (3:8) összetételű kétfázisú rendszerben [Rh-(COD)(-)DIOP]PF6 katalizátorral. Az aszimmetrikus hidrogénezés során 64% ee (S)1 enantioszelektivitást tapasztaltak. A kétfázisú rendszer lehetővé tette a termékek és a katalizátor egyszerű és kvantitatív szétválasztását és így a katalizátor (és az ionos folyadék) visszanyerését.
1997-ben Monterio és munkatársai a 2-fenil-akrilsav aszimmetrikus hidrogénezését vizsgálták különböző konfigurációjú Ru-BINAP komplexekkel (Monterio, 1997). A hidrogénezési reakciót 25-100 bar (2,5 × 106 – 107 Pa) hidrogénnyomás mellett, szoba-hőmérsékleten hajtották végre, az S/C arány2 20 és 80 között változott. A kísérleteket tiszta alkoholokban (metanol, IPA) valamint [bmim]BF4/IPA kétfázisú rendszerben is elvégezve azt tapasztalták, hogy a 20 óra reakcióidő alatt a konverzió minden esetben elérte a 99-100%-ot, az enantioszelektivitás azonban az ionos folyadékot is tartalmazó kétfázisú rendszerekben magasabb volt, mint tiszta alkoholokban. Az ionos folyadék fázist –a benne oldott katalizátorral együtt– további 3 cikluson keresztül újra
1 ee = „enantiomeric excess” (enantiomerfelesleg). Részletesen a „Definíciók és rövidítések” c. fejezetben
2 S/C arány = szubsztrátum/katalizátor mólarány
29
1.2.1. táblázat: Az ionos folyadék közegű aszimmetrikus hidrogénezés területén 2006-ig megjelent irodalmak Reakció1 Katalizátor Reakcióközeg, reakciókörülmények2 Konv. (%) ee (%) Új ciklusok Irodalom α-acetamido-fahéjsav eszh. Rh-DIOP[bmim]SbF6/IPA (3:8) n.a. 64 (S) min.1×Chauvin, 1995 a) 2-fenil-akrilsav eszh., b) Naproxen® ((S)-2-(6- metoxi-2-naftil)propánsav) eá.
a) Ru-BINAP, b )Ru-BINAP
a) [bmim]BF4/IPA [bmim]BF4/MeOH, S/C=20-80, 25-100 bar, b) [bmim]BF4/IPA, 75 bar, RT
a) 100, b) 100
a) 86 (S), b) 80 (S)
a) 3×, b) n.a.
Monterio, 1997. a) Z-α-acetamido-fahéjsav eszh., b) (±)-metil-3-hidroxi-2- metilén-butanoát rezolválás
a) Rh-komplex b) Ru-BINAP
a/1)[bmim]PF6/IPA (1:3), RT, 5-100 bar, a/2)[bmim]BF4/IPA (1:3), RT, 50 bar, S/C=100, RT, 24 h, b) [bmim]BF4/IPA(3:5), 20-50 bar
a/1) 41, a/2) 73, b) n.a.
a/1) 90 (R), a/2) 93 (R), b) 98 (R)
a) 4×, b) n.a.
Berger, 2001 2-acetamido-akrilsav eszh. Ru-BINAP[bmim]PF6/víz (3:2), RT, 5 bar, termék kinyerése scCO2-dal
9985 (S) 5×Jessop, 2003 Aromás ketonok eszh. Ru-BINAPIL/IPA (1:1) IL: [bmim]BF4, [bmim]PF6, [pmmim]Tf2N, [bmmim]BF4, S/C =1000-10.000
>99 ([pmmim]Tf2N, [bmmim]BF4)
89,3-98,5 (S) (szubszt- rátumtól függően)
min.1×Ngo, 2004 Etil-acetoacetát eszh. Ru-BINAPa) [bmim]BF4/PF6/Tf2N, [bpy]Tf2N, b) foszfónium iont tartalmazó IL-k (l. szöveg), c) víz, S/C = 1000, 50 °C, 40 bar.
a) 100, b) 80, c) 100
a) 86 (R), b) 0, c) 95 (R)
a) 1×, b) n.a., c) n.a.
Berthod, 2004 1 eá. = előállítás, eszh.= enantioszelektív hidrogénezése 2 Az ionos folyadékok rövidítése és az egyéb rövidítések valamint a definíciók a „Rövidítések és definíciók” fejezetben találhatók
30
1.2.1. táblázat (folyt.): Az ionos folyadék közegű aszimmetrikus hidrogénezés területén 2006-ig megjelent irodalmak Reakció1 Katalizátor Reakcióközeg, reakciókörülmények2 Konv. (%) ee (%), regio- szelektivitás (%)
Új ciklusok
Irodalom Aromás ketonok eszh.
Ru-TPPTS- DPENDS– KOH
[emim]ToS, [bmim]ToS, [omim]ToS, [domim]ToS, [bmim]BF4, [bmim]PF6 S/C=112, 50 °C, 50 bar 100 (ToS anion esetén) 80,6 (R) (propiofenon, [bmim]ToS)
9× ([bmim]T oS)
Xiong, 2005 a) Metil-2- acetamido-akrilát esz.h., b) 2-ciklohexén-1- on h.
a)Rh- DUPHOS, b) Rh- Wilkinson komplex
1) [bmim]PF6, 2) [bmim]PF6/hexán, 3) [bmim]PF6/dietil-éter, 4) [bmim]PF6/IPA, 5) [bmim]PF6/víz , 20°C 5 bar, S/C=500 a/1) 0, b/1) n.a., a/2) 0, b/2) 7, a/3) 12, b/3) 4, a/4) 31, b/4) n.a., a/5) 68, b/5) 26, a) ee(S), b) regiosz. a/1) 0, b/1) n.a., a/2) 0, b/2 100, a/3) 96, b/3) 100, a/4) 95, b/4) n.a., a/5) 96, b/5) 90
1×Wolfson, 2005/a a) Metil-2- acetamido-akrilát eszh., b) Metil- acetoacetát eszh.
Rh-DUPHOS1) [bmim]BF4, [bmim]PF6, 2) [bmim]PF6/hexán 3) [bmim]PF6/dietil-éter, 4) [bmim]PF6/IPA, 5) [bmim]PF6/víz, 6) [bmim]PF6/etanol, 20°C 5 bar, S/C=500 n.a. a) ee(S), b) ee(R) /regiosz. a/1), b/1)-b/3) 0, a/2) –a/5) l. előző sor, a/6) 98, b/4) 97/83, b/5) 93/100, b/6) 95/93,
b/6): nincs, minden más esetben 1×
Wolfson, 2005/b Etil-3-acetamido- butanoát cisz (a) és transz (b) eszh.
Rh-BDPMI [bmim]SbF6/IPA (1:2) S/C=100, 25°C, 1bar 100a) 94 (R), b) 88 (R)
a) 3×, b) 2×
Zhang, 2005 1 eszh.= enantioszelektív hidrogénezése h. = hidrogénezése 2 Az ionos folyadékok rövidítése és az egyéb rövidítések valamint a definíciók a „Rövidítések és definíciók” fejezetben találhatók
felhasználták, melynek során a konverzió és az enantioszelektivitás csak kis mértékben csökkent. Mindezek mellett a kutatócsoport a [bmim]BF4/IPA rendszerben, Ru-(S)-BINAP katalizátorral történő aszimmetrikus hidrogénezéssel 80%-os optikai tisztaságú Naproxen® -t (2-(6-metoxi-2-naftil)propánsav) szintetizált.
Berger és munkatársai 2001-ben szintén az α-acetamido-fahéjsav hidrogénezéséről számoltak be (Berger, 2001). Kísérleteiket IL/IPA (1:3) rendszerben, szobahőmérsékleten, 5-100 bar (5×105-107 Pa) hidrogén nyomás mellett végezték. A [bmim]SbF6 ionos folyadék felhasználásával elért 64%-os enantioszelektivitásához (Chauvin, 1995) képest már jobb, 66-90% ee(R) –t tapasztaltak [bmim]PF6-ban, és még magasabb, 93% ee(R)-t sikerült elérniük [bmim]BF4 ionos folyadék felhasználásával (Berger, 2001). Az elért konverzió azonban viszonylag alacsony volt: [bmim]PF6 esetén S/C=100 mellett és 24 óra reakcióidő alatt 7-41% konverziót produkált a rendszerük (a hidrogénnyomás függvényében), míg [bmim]BF4 felhasználásával 73%-os konverziót értek el. Ugyanakkor az IL fázist négy új ciklusban sikerült recirkulálni, mely során az enantioszelektivitás nem változott, a konverzió azonban 73%-ról 35%-ra csökkent.
Ugyanebben a publikációban Berger és munkatársai beszámolnak a racém metil-3-hidroxi-2-metilén-butanoát kinetikus rezolválásáról is (Ru-BINAP komplex katalizátorral, 1.2.6. ábra), melynek során 98%-os enantioszelektivitást tapasztaltak [bmim]BF4/IPA (3:5 cm3) rendszerben, ami alig maradt el a homogén metanolban
1.2.6. ábra: A (±)-metil-3-hidroxi-2-metilén-butanoát kinetikus rezolválása (Berger, 2001)
A katalizátor újrahasznosítás területén Jessop kutatócsoportja ért el kimagasló eredményt: az ionos folyadékban „immobilizált” katalizátor öt cikluson keresztül újrahasznosítható volt, melynek során az enantioszelektivitás (ee(S)) nemhogy nem csökkent, hanem –meglepő módon– még emelkedett is 85%-ról 91%-ra (Jessop, 2003).
A közölt cikkben külön kuriózum, hogy az ionos folyadékot igen környezetbarát ko-szolvenssel, nevezetesen vízzel együtt alkalmazták, a terméket pedig –szintén környezetkímélő módon– szuperkritikus CO2-dal extrahálták ki a reakció lejátszódása után.
Az aszimmetrikus hidrogénezés egy kiemelten fontos területe az aromás ketonok (pl. acetofenon) hidrogénezése (Ngo, 2004, Xiong, 2005). Ngo és munkatársai IL/IPA (1:1) elegyekben Ru(BINAP)(DPEN)Cl2 katalizátorral különböző aromás ketonok hidrogénezését végezték többféle ionos folyadék felhasználásával (1.2.7. ábra). A S/C arány a korábbi publikációkhoz képest magas volt: 103 és 104 között változott.
Ar R
O
Ar R
Ru(BINAP)(DPEN)Cl2 OH
KOtBu, IL
1.2.7. ábra: Aromás ketonok aszimmetrikus hidrogénezése (Ngo, 2004)
Ngo kutatócsoportja korábban erre a célra nem alkalmazott három alkil-szubsztituenst tartalmazó imidazolium alapú ionos folyadékokat is vizsgált (1.2.8. ábra). Az elért konverzió, illetve enantioszelektivitás-értékek az ionos folyadék típusától erősen függtek. Míg a már hagyományosnak tekinthető [bmim]BF4 és [bmim]PF6 ionos folyadékokkal nem minden arilcsoport esetén értek el jó termékhozamot (például Ar = Ph, R = ciklopropil esetében 10-20% volt a konverzió), addig a trialkil-szubsztituált ionos folyadékokkal minden keton esetén >99% hozamot tapasztaltak. A legjobb enantioszelektivitást [pmmim]Tf2N-ben tapasztalták, ahol (ee(S)) 89,3-98,5% körül változott, szubsztrátumtól függően (Ngo, 2004).
N + N N + N
1-propil-2,3-dim etil im idazolium [pm m im ]
1-butil-2,3-dim etil im idazolium [bm m im ]
1.2.8. ábra: A Ngo által alkalmazott trialkil-imidazolium kationok (Ngo, 2004)
A [bmim]BF4 és [bmim]PF6 ionos folyadékokban tapasztalt gyengébb, a [pmmim]Tf2N és a [bmmim]BF4-ban viszont stabilan magas hozamot Ngo kutatócsoportja azzal magyarázta, hogy az erősen bázikus BF4 és PF6 ionok deprotonálják az imidazoliumgyűrű 2-es helyzetű szénatomját (itt ui. lazán kötött hidrogén található), melynek következtében ún. Arduango-féle karbokation keletkezik, ami katalizátorméreg. [pmmim]Tf2N esetén nincs savas proton és bázikus anion, így nem keletkezik Arduango-karbokation és magasabb a katalitikus aktivitás (magasabb az időegység alatt tapasztalt konverzió), míg [bmmim]BF4 esetén van ugyan bázikus
anion, de nincs lazán kötött proton az imidazoliumgyűrűn, így ebben az esetben is magasabb a hozam.
Szintén aromás ketonok ionos folyadékokban végzett enantioszelektív hidrogénezését vizsgálta egy kínai kutatócsoport (Xiong, 2005), azonban az általuk publikált enantioszelektivitás-értékek alulmaradtak a Ngo kutatócsoportja által publikált eredményekkel szemben. A legmagasabb enantioszelektivitást [bmim]ToS-ban, 50 °C-on tapasztalták a propiofen°C-on hidrogénezésekor (80,6% ee(R)). Egyedülálló visz°C-ont, hogy a katalizátort a termék extrakciója után összesen kilenc egymást követő ciklusban recirkulálták, ami az irodalomban általam föllelt legmagasabb érték.
Gyógyszergyártási szempontból igen nagy jelentősége van a β-aminosavak előállításának, mivel ezek a β-peptid és β-laktám alapú antibiotikumok alapegységei. Az optikailag tiszta β-aminosavak nagy mennyiségben történő szintézisének a legegyszerűbb és ígéretes módja az előállítandó β-aminosav telítetlen prekurzorának, azaz a megfelelő prokirális olefinnek az enantioszelektív hidrogénezése. Zhang kutatócsoportja a 3-acetamido-buténsav-etilészter cisz és transz módosulatának enantioszelektív hidrogénezését is vizsgálta különböző szerves oldószer (diklór-metán, metanol, IPA) és IL/IPA reakcióközegekben (1.2.9. ábra)
NH O
OEt
O O
O OEt + H2 NH
Rh-(S,S)-Me-bdpmi [bmim]SbF6/IPA
1 bar
1.2.9. ábra: A 3-acetamido-buténsav-etilészter aszimmetrikus hidrogénezése ionos folyadék/IPA kétfázisú rendszerben (Zhang, 2005)
A reakciót viszonylag enyhe körülmények között végezték; a hidrogén nyomása atmoszférikus, a hőmérséklet pedig 25 °C volt. Az S/C arányt 100-ra állították be. A szerves oldószerek közül a polárosabb alkoholokban a cisz módosulat, míg a kevésbé poláros diklór-metánban a transz módosulat alakult át nagyobb reakciósebességgel. A kétféle módosulat hidrogénezésének a sebessége izopropanol közegben illetve a [bmim]SbF6/IPA rendszerben tért el legkevésbé egymástól, itt 30 perc reakcióidő alatt mindkét módosulat esetén teljes konverziót figyeltek meg. A cisz módosulat hidrogénezésének enantioszelektivitása izopropanolban volt a legmagasabb (ee(S) = 96%), ehhez képest alig maradt el a kétfázisú rendszerben tapasztalt 94%. A transz módosulat hidrogénezése során a legmagasabb enantioszelektivitást (95%-os ee(S))
diklór-metánban tapasztalták, ehhez képest viszont kissé alacsonyabb, 88%-os értéket mértek az ionos folyadékos kétfázisú rendszerben. Az ionos folyadék fázist transz módosulat hidrogénezése esetén két, cisz szubsztrátum esetén három újabb ciklusban használták fel, melynek során a konverzió csökkent, az enantioszelektivitás csak kis mértékben változott.
A β-ketoészterek ionos folyadék közegben végzett szelektív hidrogénezését többen is vizsgálták (Berthod, 2004, Wolfson, 2005). Berthod és munkatársai etil-acetoacetátot hidrogéneztek (1.2.10. ábra).
O O
OEt
O OEt
Ru-BINAP OH + H2
40 bar, 50 °C, 15 h IL
1.2.10. ábra: Etil-acetoacetát regio- és enantioszelektív hidrogénezése módosított Ru-BINAP katalizátorral ionos folyadék reakcióközegben (Berthod, 2004)
A kísérleteket S/C = 1000 szubsztrátum/katalizátor mólarány mellett, 50 °C-on 40 bar (4×106 Pa) hidrogénnyomás mellett hajtották végre. A reakciót tiszta ionos folyadékokban (koszolvens nélkül) játszatták le, azonban –mivel a folyékony halmazállapotú keto-észter nem elegyedik ionos folyadékkal– indításkor a reakcióelegy kétfázisú volt, így intenzív keverésre volt szükség. A reakció lejátszódása után a rendszer homogén lett, amiből n-pentánnal extrahálták ki a termékeket. A reakciót többféle ionos folyadékban és vízben (a katalizátor vízoldhatóságának köszönhetően) is végrehajtották. Imidazolium ill. piridinium kationt tartalmazó ionos folyadékokban teljes konverzió mellett 75-86%-os ee(R) enantioszelektivitást tapasztaltak, míg foszfónium kationt tartalmazó ionos folyadékokban a konverzió alacsonyabb volt (30-80%), és a termékelegyben a két enantiomer gyakorlatilag egyforma arányban volt jelen (ee ≈ 0%). A víz reakcióközeg kitűnőnek bizonyult (100% konverzió, 95% ee(R)). Az IL/víz kombináció már lényegesen gyengébb eredményre vezetett (ee(R) = 13%). Így ebben az esetben egyszerű vizes közegben (a víz a „legzöldebb oldószer”) jobb eredményt is kaptak, mit ionos folyadékok alkalmazásával.
Más esetekben viszont az IL/víz rendszer bizonyult jobbnak a tiszta ionos folyadékoknál, illetve ionos folyadék/szerves oldószer rendszereknél. Wolfson és munkatársai 2005-ben több publikációt is megjelentettek a homogén és a kétfázisú (enantio)szelektív hidrogénezéssel kapcsolatban, melyekben többek között a 2-acetamido-akrilsav (Wolfson, 2005/a, Wolfson, 2005/b) enantioszelektív, a
metil-acetoacetát enantio- és sztereoszelektív (Wolfson, 2005/b), valamint a 2-ciklohexén-1-on sztereoszelektív hidrogénezéséről (Wolfs2-ciklohexén-1-on, 2005/a) számoltak be.
A 2-acetamido-akrilsav hidrogénezését S/C=500 mellett 20°C-on, 5 bar hidrogén nyomás alatt hajtották végre. A szerves oldószerek közül metanolban ment végbe legnagyobb sebességgel a reakció. Meglepő módon, [bmim]PF6-ban koszolvens nélkül nem ment végbe a hidrogénezés. A kétfázisú rendszerek közül az [bmim]PF6/hexán rendszeren kívül minden esetben tapasztaltak reakciót: a [bmim]PF6/dietil-éter és a [bmim]PF6/IPA rendszerekben a konverzió rendre 12%, illetve 31% volt 95-96% ee (S) mellett, a reakciósebesség pedig 1 nagyságrenddel kisebb volt, mint metanolban.
[bmim]PF6/víz rendszerben már lényegesen jobb, 68%-os konverziót tapasztaltak (ez még a metanolban elért 54%-nál is magasabb), a reakciósebesség pedig kb.
harmadannyi volt, mint metanolban (Wolfson, 2005/b). Minden esetben az IL fázist új ciklusban felhasználták: változatlan reakciósebesség, ill. csak enyhe (3-4%) aktivitáscsökkenés és hasonló ee (S) mellett.
Az elért eredmények alapján látható, hogy a kétfázisú rendszerek közül a [bmim]PF6/víz összeállítás több esetben nemcsak környezetkímélő, hanem egyúttal a legmegfelelőbb oldószer-kombináció. A magas reakciósebességet azzal magyarázták, hogy a kétfázisú rendszerekben a víz és az ionos folyadék alkotja a legfinomabb diszperz rendszert, tehát itt a legjobb az anyagátadás (Wolfson, 2005/a).
Wolfson kutatócsoportja más reakciók esetében is lényegesen magasabb reakciósebességet tapasztalt [bmim]PF6/víz rendszerben. A 2-ciklohexén-1-on szelektív hidrogénezését Wilkinson-katalizátorral végezte (1.2.11. ábra). A reakció [bmim]PF6/éter, illetve [bmim]PF6/hexán rendszerekben nagy szelektivitással (100%), de csak kis reakciósebességgel ment végbe, míg a víz koszolvens esetén a reakciósebesség jelentősen nőtt, igaz a szelektivitás 90%-ra csökkent (Wolfson, 2005/a).
O O
Rh(PPh3)3Cl
+ H2
IL/koszolvens
1.2.11. ábra: A 2-ciklohexén-1-on hidrogénezése (Wolfson, 2005/a)
Wolfson és munkatársai a metil-acetoacetát hidrogénezése során sem figyeltek meg reakciót tiszta ionos folyadékban (Wolfson, 2005/b). Kis szénatomszámú alkoholokban
a reakció 99%-os enantio-, valamint 85-93%-os regioszelektivitás mellett ment végbe, a legnagyobb reakciósebességet metanolban tapasztalták. [bmim]PF6/IPA rendszerben a szelektivitás hasonló, a reakciósebesség pedig kb. ötödakkora volt, mint metanol reakcióközegben. [bmim]PF6/víz rendszerben a regioszelektivitás elérte a 100%-ot, azonban a reakciósebesség igen alacsony volt.
Ugyanebben a publikációban egy másik érdekes rendszert is bemutatnak. Az etanol és a [bmim]PF6 parciálisan elegyedő folyadékok, az elegyedés mértéke azonban jelentősen függ a hőmérséklettől. Míg 60 °C-on a [bmim]PF6 35 tömeg% etanolt képes
„oldani”, addig 20 °C-on csak 17%-ot. Erre alapozva [bmim]PF6 -ból és az etanolból olyan rendszer állítható össze, ami a reakció hőmérsékletén homogén, azonban hűtésre vagy etanolfelesleg hozzáadására két fázisra válik szét, melyben az etanol fázis nagy mennyiségben tartalmazza a terméket. Ezután az etanolos fázis dekantálásával a termék egy része azonnal kinyerhető, a maradék pedig további etanolos extrakciós lépésekkel oldható ki. Az ionos folyadék/etanol rendszer újabb ciklusban felhasználható, igen kis mértékű (< 2%) katalizátor átoldódás („leaching”) mellett. Ezen „reverzibilis kétfázisú”
rendszerek fontos előnye, hogy egyesítik a homogén és a kétfázisú rendszer előnyeit: a reakció homogén rendszerben játszódik le (lényegesen nagyobb reakciósebesség mellett), míg a termék szeparációja során olyan körülmények hozhatók létre, melyben a rendszer kétfázisú, így mind a termék kinyerése, mind a katalizátor recirkulációja egyszerűen megoldható (Wolfson, 2005/b).