來源：《中國科學(xué)報(bào)》
發(fā)布時(shí)間：2020-4-22
近日，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員喬波濤和張濤院士團(tuán)隊(duì)在單原子催化氫甲酰化研究方面取得新進(jìn)展，首次發(fā)現(xiàn)通過反應(yīng)耦合的方式調(diào)控產(chǎn)物的區(qū)域選擇性：在不加任何配體的情況下，通過與水汽變換反應(yīng)耦合，苯乙烯可高選擇性地轉(zhuǎn)化為3-苯基丙醛，正異比高達(dá)3：1。相關(guān)研究成果發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》。
烯烴與合成氣通過氫甲?；磻?yīng)制備醛類精細(xì)化學(xué)品，是化工生產(chǎn)中最重要的均相催化過程之一。在經(jīng)典氫甲?；瘲l件（以氫氣作為氫源）下，與鏈狀烯烴相比，苯乙烯類底物由于苯環(huán)的電子效應(yīng)，在氫甲?；磻?yīng)中更傾向于生成支鏈醛。只有在體系中加入結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的多齒有機(jī)膦配體，才可高區(qū)域選擇性地獲得直鏈醛產(chǎn)物。該有機(jī)膦配體高昂的價(jià)格和更為復(fù)雜的制備過程限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此，針對苯乙烯類底物，探索控制其氫甲酰化反應(yīng)區(qū)域選擇性的新方法，具有極大的吸引力和挑戰(zhàn)性。
研究人員發(fā)現(xiàn)以Rh1/CeO2SAC為催化劑，不加任何有機(jī)膦配體，在經(jīng)典氫甲酰化條件下，苯乙烯氫甲?；恼惐取?；而當(dāng)以CO、水和苯乙烯為初始原料，通過水汽變換原位產(chǎn)氫提供氫源時(shí)，產(chǎn)物醛的正異比可至3。研究人員通過一系列對照實(shí)驗(yàn)，推測這是因?yàn)樗儞Q產(chǎn)生的原位氫破壞了反應(yīng)中間體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，抑制了趨向于選擇性生成異苯丙醛的反應(yīng)機(jī)制，從而造成更高的正異比。另外，與Rh單原子催化劑相比，CeO2負(fù)載的Rh納米催化劑用于這一串聯(lián)催化體系時(shí)，產(chǎn)物為苯丙醇，并且依然是正構(gòu)產(chǎn)物為主；而均相Rh（銠）催化劑由于催化水汽變換能力較差，導(dǎo)致在這一串聯(lián)體系中表現(xiàn)出極低的活性。
本項(xiàng)研究為氫甲酰化區(qū)域選擇性的控制提供了新思路，也為其他均相催化多相化提供借鑒。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202000998
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