青岛能源所开发出烯烃还原氢甲酰化直接合成线性醇高效催化剂
线性醇,作为一类重要的化工产品,每年全球市场需求约1200万吨,在食品、医药化工、化妆品、表面活性剂、增塑剂及润滑油等领域中占据着不可或缺的地位。传统合成方法是,烯烃先经过氢甲酰化反应生成醛,再经过还原反应制得多一个碳的醇。烯烃经一步法还原氢甲酰化反应是合成线性高碳醇最为理想的途径,既简化了操作流程,又降低了能耗和废物排放。然而,已开发的催化剂主要集中于均相贵金属催化剂体系,反应活性和线性醇选择性均不够理想,且催化剂分离和循环利用难。
近日,青岛能源所催化聚合与工程研究中心杨勇研究员带领的低碳催化转化研究组在这一领域取得了重要进展。设计合成了一种具有明确结构的含膦有机聚合物基三核Ru位点多相催化剂(图1),发展了一种二阶程序控温策略,实现了烯烃“一锅法”还原氢甲酰化反应直接合成线性醇。该催化剂表现出可媲美均相催化剂的反应活性、化学和区域选择性,可适用于C3-C12不同碳链烯烃、环烯烃及芳香烯烃,且稳定性好,易于分离和循环使用。该策略的优点在于:第一阶段通过低温氢甲酰化反应,能够有效降低反应过程中烯烃异构化和氢化副反应的发生,最大化地将烯烃转化为直链醛,为第二阶段高效高选择性加氢反应制备线性醇提供保障。在最优反应条件下,模型反应中1-己烯的转化率近100%,庚醇的选择性高达95%,直链/支链醇的比值高达30。这一研究进展对于烯烃至线性高碳醇的催化剂和工艺开发具有重要意义。
该成果近期发表于《ACS Catalysis》,文章第一作者为青岛大学联培生朱英豪,通讯作者为杨勇、王召占和青岛大学副教授张妍。相关研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省重大科技创新工程与重点研发等项目的支持。(文/图 王召占)
图1基于含膦有机聚合物基三核Ru位点多相催化剂烯烃“一锅法”还原氢甲酰化直接制备线性醇
文章链接: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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