2-氨基环己醇（CAS号：6850-38-0）是一种重要的有机化合物，其分子式为C₆H₁₃NO，结构上为环己烷环上相邻碳原子分别连接氨基（-NH₂）和羟基（-OH）。这种1,2-双功能基团的配置赋予了它独特的配位能力，使其在配位化学和催化领域扮演关键角色。作为配体，2-氨基环己醇主要通过其氮原子和氧原子的孤对电子与金属离子形成螯合络合物，从而调控金属中心的电子和立体环境。这不仅提升了络合物的稳定性，还在不对称合成中发挥重要作用。下面从其配位机制、典型应用和潜在优势等方面进行详细阐述。
配位机制与络合物形成
在配位化学中，2-氨基环己醇通常作为双齿配体（bidentate ligand）参与络合。其氨基和羟基位于环己烷的2-位，形成一个五元螯合环（N-O配位模式）。这种配置类似于乙醇胺，但环状结构提供了更大的刚性和立体选择性。金属离子如过渡金属（Ti、Zr、Co、Ru等）可与这些供电子基团结合，形成稳定的络合物。
例如，在钛络合物中，2-氨基环己醇可与四氯化钛（TiCl₄）反应生成Ti(aminocyclohexanol)Cl₂类型络合物。其中，氮-氧桥接钛中心，取代部分氯离子，调整金属的配位几何从八面体向扭曲四面体转变。这种螯合效应增强了络合物的热稳定性和溶解度，同时引入手性中心（环己醇的顺式或反式异构体可提供不对称诱导）。
从量子化学角度分析，使用密度泛函理论（DFT）计算显示，2-氨基环己醇的配位能约为-50至-80 kJ/mol，远高于单齿配体如氨或醇。这得益于螯合的熵效应和静电相互作用。pH值也会影响配位：中性条件下，氨基易质子化，而碱性环境中羟基去质子化，形成负离子配体，进一步强化与阳离子金属的结合。
在不对称催化中的应用
2-氨基环己醇最突出的作用是作为手性配体，用于不对称催化反应。这类反应旨在产生光学纯化合物，广泛应用于药物合成和精细化工。作为手性辅助，2-氨基环己醇可诱导金属络合物具有C₂或C₁对称性，从而实现底物的高对映选择性。
一个经典应用是Sharpless不对称环氧化（Sharpless asymmetric epoxidation），虽以钛-酒石酸酯体系闻名，但2-氨基环己醇变体已被用于优化反应。研究表明，使用反式-2-氨基环己醇与Ti(OiPr)₄形成的络合物，可催化烯醇类底物的环氧化，对映过量（ee）值高达95%以上。该配体通过其环状骨架固定金属中心的构象，阻止非选择性路径，并促进氧转移剂（如叔丁基氢过氧化物）的定向接近。
此外，在氢转移反应中，2-氨基环己醇络合钌或铑离子，形成高效催化剂。例如，Ru(aminocyclohexanol)(BINAP)体系可实现酮的不对称氢化，产率>90%，ee>90%。这里，配体的氮原子稳定金属-氢键，而羟基调控氢源（如异丙醇）的亲核攻击。相比其他胺醇配体，如N-取代乙醇胺，2-氨基环己醇的环状结构减少了构象柔性，提高了催化剂的耐久性，适用于连续流反应。
在聚合催化中，它也表现出色。作为锆或钛的配体，2-氨基环己醇促进烯烃聚合物的立体规整性。例如，在丙烯聚合中，Zr(aminocyclohexanol)₂Cl₂/MAO体系生成高分子量聚丙烯，异otactic指数达80%。配体的双功能性调控了金属的活性位点，抑制链转移并增强单体插入的立体选择。
其他功能与优势
除了催化，2-氨基环己醇还作为配体用于金属提取和传感器设计。在环境化学中，它络合重金属离子如Cu²⁺或Pb²⁺，形成可溶性络合物，便于从废水中分离。络合常数（log K）约为10-15，显示出较强的选择性。
其优势在于手性和多功能性：天然来源（如从环己烯胺衍生）使其易于获取，且可修饰为多齿配体，如引入膦基增强σ-给电子能力。相比刚性配体如唑啉，2-氨基环己醇的柔性环允许适应不同金属几何，但手性中心确保不对称诱导。
然而，使用时需注意立体异构体：顺式异构体更适合平面配位，反式则利于轴不对称。合成纯化通常采用手性分辨，如使用酒石酸盐沉淀。
总之，2-氨基环己醇作为配体在现代合成化学中不可或缺，其双齿螯合和手性调控能力推动了高效、绿色催化的发展。未来，随着计算模拟的进步，其在新型络合物设计中的潜力将进一步释放。