青島能源所開(kāi)發(fā)出烯烴還原氫甲?;苯雍铣删€(xiàn)性醇高效催化劑
線(xiàn)性醇,作為一類(lèi)重要的化工產(chǎn)品,每年全球市場(chǎng)需求約1200萬(wàn)噸,在食品、醫藥化工、化妝品、表面活性劑、增塑劑及潤滑油等領(lǐng)域中占據著(zhù)不可或缺的地位。傳統合成方法是,烯烴先經(jīng)過(guò)氫甲?;磻扇?,再經(jīng)過(guò)還原反應制得多一個(gè)碳的醇。烯烴經(jīng)一步法還原氫甲?;磻呛铣删€(xiàn)性高碳醇最為理想的途徑,既簡(jiǎn)化了操作流程,又降低了能耗和廢物排放。然而,已開(kāi)發(fā)的催化劑主要集中于均相貴金屬催化劑體系,反應活性和線(xiàn)性醇選擇性均不夠理想,且催化劑分離和循環(huán)利用難。
近日,青島能源所催化聚合與工程研究中心楊勇研究員帶領(lǐng)的低碳催化轉化研究組在這一領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。設計合成了一種具有明確結構的含膦有機聚合物基三核Ru位點(diǎn)多相催化劑(圖1),發(fā)展了一種二階程序控溫策略,實(shí)現了烯烴“一鍋法”還原氫甲?;磻苯雍铣删€(xiàn)性醇。該催化劑表現出可媲美均相催化劑的反應活性、化學(xué)和區域選擇性,可適用于C3-C12不同碳鏈烯烴、環(huán)烯烴及芳香烯烴,且穩定性好,易于分離和循環(huán)使用。該策略的優(yōu)點(diǎn)在于:第一階段通過(guò)低溫氫甲?;磻?,能夠有效降低反應過(guò)程中烯烴異構化和氫化副反應的發(fā)生,最大化地將烯烴轉化為直鏈醛,為第二階段高效高選擇性加氫反應制備線(xiàn)性醇提供保障。在最優(yōu)反應條件下,模型反應中1-己烯的轉化率近100%,庚醇的選擇性高達95%,直鏈/支鏈醇的比值高達30。這一研究進(jìn)展對于烯烴至線(xiàn)性高碳醇的催化劑和工藝開(kāi)發(fā)具有重要意義。
該成果近期發(fā)表于《ACS Catalysis》,文章第一作者為青島大學(xué)聯(lián)培生朱英豪,通訊作者為楊勇、王召占和青島大學(xué)副教授張妍。相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、山東省重大科技創(chuàng )新工程與重點(diǎn)研發(fā)等項目的支持。(文/圖 王召占)
圖1基于含膦有機聚合物基三核Ru位點(diǎn)多相催化劑烯烴“一鍋法”還原氫甲?;苯又苽渚€(xiàn)性醇
文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c06221
Yinghao Zhu, Zhaozhan Wang,* Yuanjun Zhao, Xin Zhou, Yan Zhang,* Yong Yang.* Confined Trinuclear Ru Sites in Phosphine-Incorporated Porous Organic Polymer for Direct Synthesis of Alcohols from Reductive Hydroformylation of Alkenes. ACS Catal.,2024, 14, 4593–4600.
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