羰基化反应研究与应用

在有机化合物分子内引入CO的羰基化反应因具有"原子经济性"反应的高选择性和对环境友好而备受学术界及工业界关注.作者通过典型实例综述了氢甲酰化、氢酯基化、氢羧基化及不对称羰基化反应的研究与应用进展.对羰基化反应的催化剂和催化反应机理进行了探讨.     

聚苯乙烯—吡啶树脂催化合成α—丁基苯乙腈

研究了聚苯然－吡啶树脂催化苯乙腈的α－丁基化作用，考察了催化剂用量，反应温度和反应时间对产品收率的影响及催化剂的重复使用性能。     

三乙醇胺催化合成α-正丁基苯乙腈

研究了三乙醇胺催化苯乙腈的α－丁基化作用，产品收率受反应温度、催化剂用量和反应时间的影响，在优化条件下产品收率达８０％。     

相转移催化合成邻苯二甲酸丁苄酯

研究了以邻苯二甲酸酐、正丁醇和氯化苄为原理，用相转移催化法合成邻苯二甲酸丁苄酯的最适宜反应条件，讨论了投料比、反应温度、反应时间及催化剂用量和种类对酯收率的影响，该工艺简单，成本低，酯收率高。     

响应面法优化己二酸二甲酯低压催化加氢工艺研究

利用CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂对己二酸二甲酯催化加氢制1,6-己二醇低压工艺进行研究。采用单因素实验法探究了反应压力、液时空速、反应温度、氢酯摩尔比对反应的影响。并采用Box-Behnken Design对加氢工艺进一步优化。在3 MPa条件下,以反应温度、液时空速、氢酯摩尔比为变量,以1,6-己二醇收率为响应值,建立回归方程。响应面优化后确定的最优工艺条件为:反应温度为204.2℃、液时空速为0.206 h^-1、氢酯摩尔比为120,该条件下1,6-己二醇收率可达97.71%。     

二异丁烯催化氢酯基化反应制异壬酸酯

在吡啶 /八羰基二钴催化剂的作用下 ,以工业副产二异丁烯为原料 ,进行羰化反应一步合成异壬酸甲酯。考察了影响反应的主要因素 ,在n(吡啶 )∶n(钴 ) =1∶1时 ,确定出反应的最佳工艺条件为 :反应压力 6 0MPa ,反应温度 140℃ ,反应时间 12h ,异壬酸酯的收率和选择性分别达到 83%和 85 %。比较了几种不同吡啶类衍生物配体的催化氢酯基化反应活性。     

硫酸铝催化合成苹果酯的研究

介绍用硫酸铝作催化剂催化，乙酰乙酸乙酯和乙二醇反应合成苹果酯，用正交试验方法研究了反应因素对苹果酯收率的影响。在最佳反应条件下，产物收率为９０．１％。     

乙醇酸甲酯催化加氢制备乙二醇

在微型固定床反应器上,以乙醇酸甲酯为原料,使用Cu-Cr催化剂,催化加氢制备了乙二醇.考察了氢酯摩尔比、反应温度、反应压力、床层空速对反应的影响,并对加氢催化剂的活性进行了XRD的评价.结果显示最佳反应条件为:氢酯摩尔比40:1、反应温度210℃、反应压力3.5MPa,床层空速0.4h-1时,乙醇酸甲酯的转化率达94%...     

环氧乙烷羰基合成1,3-丙二醇研究进展

综述了近年来环氧乙烷羰基化法合成1,3-丙二醇的研究进展,介绍了氢甲酰化法和氢酯基化法2条工艺路线及其金属催化体系,认为以环氧乙烷羰基化法为发展重点,进一步开发新型双金属非膦配体高活性低成本催化体系对我国未来1,3-丙二醇的工业应用具有现实意义。     

环氧乙烷羰基化法合成1，3-丙二醇

1998年，中国科学院兰州化学物理所率先在国内开展了环氧乙烷羰基化法合成1，3-丙二醇的探索。经过几年来不断研究，开发了环氧乙烷经氢酯基化反应生成3-羟基丙酸甲酯中间体再进一步合成PDO的新工艺路线，申请的相关催化剂专利已得到授权。目前对该项目的研究已达到国际先进水平。     

离子液体在两相催化中的研究进展和应用前景

介绍了近年来离子液体用于液液两相催化加氢、氧化、Heck反应、氢酯化和羰化反应的研究进展,特别是结合离子液体在高碳烯烃氢甲酰化和低碳烯烃齐聚中试成果和已经实现工业应用的实例,从绿色化工的角度对其在化学工业中的应用前景进行了评述。     

催化研究中的辨证思维方法

催化化学是化学中的一个分支基础科学,它主要研究催化剂在物质转化过程中的催化作用。在催化研究过程中,辨证的思维方法具有重要的指导意义。文章从辨证的角度,对催化研究中的类比推理法、分析和综合的方法、归纳和演绎的方法做了概述,并通过实例阐述了上述方法在催化研究中的作用。     

环境友好的超临界多相催化反应研究进展

在传统的多相催化反应中引入惰性超临界流体的超临界多相催化反应可以改善反应过程或减少环境污染.综述了超临界多相催化反应的特点,并着重从催化超临界水氧化反应、超临界相转移催化反应、超临界酶催化反应等3个方面详细论述了超临界多相催化反应的研究进展.最后对今后的发展方向提出了看法.     

超临界二氧化碳中的胶束催化技术进展

介绍了超临界二氧化碳(scCO2)胶束催化技术的研究进展：scCO2胶束及其相特征、CO2表面活性剂及scCO2胶束催化技术的应用与工艺开发。scCO2胶束及其相特征对于设计高效的亲CO2表面活性剂及研究scCO2胶柬催化作用具有重要指导意义。scCO2胶束的相特征主要是温度、压力和胶束含水比的函数。指出了开发亲CO2表面活性剂的一些基本原则,其中降低表面活性剂在H2O／CO2表面的界面张力和提高活性剂的吸附能力要比提高溶解度更为重要。scCO2胶束催化技术可以明显提高催化反应活性,适合于开发原位分离反应工艺。建议加强scCO2胶束催化技术的研究及相关工艺开发。     

热助光催化CO2还原研究进展与展望

光热催化是一种极具前途的CO₂还原策略,可利用太阳光谱的广泛吸收来激发热化学和光化学过程的结合,从而协同推动催化反应的进行,使CO₂在较为温和的条件下实现高效转换。作为光热催化的一种,在光催化中引入热能,可提高太阳光利用率,促进载流子的激发和分离,加快反应分子扩散,提升反升性能。对当前光热催化CO₂还原的概念和原理进行分类,并对热助光催化还原CO₂反应的研究现状进行总结。基于反应产物的差异,介绍热助光催化反应的催化剂选择、反应条件和反应机理,同时介绍了该类反应试验过程中关键的局部测温技术,最后对热助光催化CO₂还原技术的发展进行了展望,未来的研究重点应是提升CO₂转化率和产物选择性,同时利用先进的原位表征技术和理论计算对反应机理进行探究。     

非均相金属钯配体催化剂的研究进展

Suzuki-Miyaura反应是一类具有工业化应用前景的C-C键合成反应。反应多数是在均相金属钯配体催化剂催化下完成。均相催化具有催化效率高、产品选择性好等优点,但催化剂回收困难,增加了反应成本,限制了其应用。非均相金属钯配体催化剂是将均相金属钯配体催化剂固载到载体上,使其在不影响反应活性和选择性的同时,实现循环使用,已成为Suzuki-Miyau-ra反应的研究热点。对几年来以有序介孔材料MCM-41和SBA-15、无机载体SiO2和Al2O3、聚苯乙烯和聚乙二醇等合成材料以及天然高分子材料为载体,制备非均相金属钯配体催化剂的方法及其催化性能进行了综述。     

多酶共固定化技术在糖类催化中的研究进展

糖类的催化反应对人体生命活动和工业生产具有重要意义。近年来,多酶共固定化技术迅速发展,为糖类的催化反应提供了一个绿色高效的研究工具。本文结合糖类催化中的多酶级联反应,系统阐述了多酶共固定化的方法,包括传统方法和新型方法,并指出了其各自的原理和优缺点。在此基础上,详细介绍了多酶共固定化技术在糖类催化中的应用,如淀粉的水解、纤维素的利用以及功能性糖的合成等,结果表明多酶共固定化技术不仅具有高效催化、稳定性强、易于分离等特性,而且能够充分发挥多酶之间协同催化的优势,极大地促进了糖类催化反应的进行。最后分析了多酶共固定化技术目前存在的问题与挑战,提出了一些解决问题的研究思路和方法,并展望了其发展前景。     

New Paradigms and Future Critical Directions in Heterogeneous Catalysis and Multifunctional Reactors

Heterogeneous catalysis is a key pillar of the global industrial chemical and petrochemical sector, and 85% of all chemical products are produced with at least one catalytic step. Indeed, catalysis and catalytic reactors are a critical underpinning science for energy, environmental, and economic security. This paper reviews some future critical directions for research in catalysis science, toward a greener and more sustainable future. We believe that even a relatively mature field as heterogeneous catalysis and nanomaterials can be vitalized and spurred by major discoveries, but an outside-the-box thinking and a focused effort in a large plurality of disciplines is necessary. Thus, critical research needs in several areas, including heterogeneous and homogeneous catalysis, biocatalysis, photocatalysis, electrochemical conversions, and computational catalysis, are reviewed. The research needs of the future lie at the intersection of synthesis of novel nanostructured materials with tunable pore size distribution, controlled porosity, and high surface area; development of new catalytic applications for such materials; and the science of advanced characterization including in situ spatiotemporal analysis. In the area of computational catalysis, we believe that the future lies in the development of hybrid methods (parallel and serial) which can model the typical multiscale phenomena that are typically encountered in protein translocation and signal transduction, charge transport, enzymatic catalysis, surface chemistry, and self-assembly in complex fluids. As we promulgate the new directions to the catalysis fraternity, some prior research areas will unfortunately need to be relegated to obsolescence, to maintain a healthy balance on the research forefront.     

烃分子动力学直径与分子筛择形催化性能的相关性

作为分子筛研究领域的一个热点,择形催化理论在工业上已经被研究了近60年。尽管在理论上很多研究还不够深入,但随着对催化反应类型、新型催化材料合成、分子筛结构测定、催化性能表征、催化反应作用机理等方面研究的深入,对择形催化反应的认识仍取得了令人欣慰的进步。本文在现有的研究基础上,对不同尺寸的烃分子在分子筛孔道内的吸附和扩散行为进行了总结,并对烃分子反应动力学直径与分子筛的择形相关性做了一定的探究。分析表明,烃分子的反应动力学直径与分子筛择形催化相关性存在一个适用规律区间,当其略小于或接近分子筛孔径时,分子筛的择形催化性能表现最好。此外,分子筛本身的拓扑结构等因素也会对分子筛催化性能造成影响。     

Asymmetric Counteranion-Directed Catalysis (ACDC): A Remarkably General Approach to Enantioselective Synthesis

Asymmetric counteranion-directed catalysis (ACDC) is a powerful new concept, which can potentially be used to achieve enantioselectivity in any type of reaction proceeding through positively charged intermediates. It has already been applied in different areas of catalysis, such as organocatalysis, transition-metal catalysis, and Lewis acid catalysis. Due to its complementarity with traditional approaches to achieve enantioselection, ACDC holds special promise for long-standing challenges from all areas of catalysis, where matched cases can be designed. ACDC also represents a new way of thinking during method development, which could be of help to chemists from a variety of research areas.