羰基化合物直接还原胺化合成伯胺催化剂研究进展

胺类化合物是一类重要的化工原料和中间体，在农药、医药、染料、高分子聚合物等领域有着广泛的应用。通过羰基化合物（醛或酮类）的还原胺化来制备胺类化合物是当前的研究热点。研究表明，贵金属基和非贵金属基的多相和均相催化剂均能够高效催化醛或酮类的还原胺化反应。本文对近年来羰基化合物直接还原胺化（或一锅法）合成伯胺的研究现状进行了综述，包括还原胺化反应、催化剂、反应条件、底物适用范围和催化作用机制等，其中重点阐述了直接还原胺化催化剂的研究进展。文章指出：通常多相催化剂具有活性高以及可重复使用等优点，而均相催化剂的优势在于催化效率高，伯胺选择性高；另一方面，以Pd、Rh、Ru等为代表的贵金属催化剂催化性能优异，但价格昂贵，因此可采用Co、Ni等性能同样优异但价格相对低廉的非贵金属催化剂以降低成本。文中提出，催化效率高、反应条件温和、普适性高的羰基化合物还原胺化催化剂应成为未来重点研究方向。     

2,6-二甲基苯酚原位还原胺化反应研究

采用浸渍法制备Pd基催化剂,用于甲醇水相重整反应与2,6-二甲基苯酚还原胺化反应的耦合。研究载体、甲醇用量、反应温度、催化剂用量以及反应时间等因素的影响,结果表明,在Pd基催化剂作用下,可以实现甲醇水相重整反应与2,6-二甲基苯酚还原胺化反应的耦合,2,6-二甲基苯酚还原胺化反应按照加氢-胺化-加氢-脱氢机理进行,Pd/C催化剂同时具备制氢、加氢、胺化和脱氢的均衡性能,是理想的耦合催化剂。     

非均相金属催化剂催化醇类还原胺化合成伯胺的研究进展

综述了近年来非均相金属催化剂在醇与NH_3还原胺化制备伯胺体系中的应用研究,重点阐述了醇胺化(包括缩合胺化和还原胺化)的反应机理,以及还原胺化制备伯胺所需催化体系的研究进展。醇的脱氢步骤是醇与氨还原胺化制备伯胺反应中的速率控制步骤,不同金属组分由于对NH_3与有机胺的吸附能不同而导致脱氢活性不同。在醇还原胺化制备伯胺的体系中,开发适用于无氢气条件下氢转移胺化的非均相催化剂、选择合适的载体、开发生物质醇合成伯胺的催化技术具有广阔的前景。     

Leuckart还原胺化法的应用进展

叙述了由醛、酮与氨、伯胺或仲胺以及甲酸或甲酸铵或甲酰胺等作为还原剂经还原胺化制备伯胺、仲胺和叔胺的Leuckart反应的应用进展,总结了催化剂、溶剂等反应条件的影响.指出应加强对催化Leuckart反应及非经典Leuckart反应条件如离子液体中的还原胺化研究,从而使该反应的条件更温和,产物收率更高,适用的化合物范围更广.     

Ullmann偶联反应催化剂研究进展

Ullmann偶联反应是典型的碳碳键偶联反应,反应合成的联苯类化合物是重要有机化工原料,应用前景广阔。初期采用均相Pd催化剂,不能重复利用,工业化生产受到限制。改用多相Pd催化剂催化反应,需要添加剂导致产物分离困难。多相Au催化剂适用性受到限制,反应底物局限于碘代芳烃,双金属催化剂在催化活性与选择性方面均有较好的优势。综述Ullmann-type偶联反应中均相Pd催化体系、多相Pd催化体系、多相Au催化体系以及多相双金属催化体系催化剂的研究进展,阐述反应机理,并对Ullmann偶联反应研究进行展望。     

IB和IIB族金属催化氢胺化反应的研究进展

氢胺化反应是将氮氢键直接加成到碳碳不饱和键上的原子经济性反应，是一种合成胺类化合物的重要路径，在合成含氮化合物方面具有重要意义。本文首先介绍了氢胺化反应的机理，从活化胺类和活化不饱和烃类两个氢胺化反应机理的视角，详细阐述了IB族中的Au、Ag、Cu和IIB族中的Zn 4种金属在氢胺化反应过程中活化底物的方式，并指出了IB和IIB两族金属在氢胺化反应的热催化体系中存在的优缺点，在均相体系中反应温度较低，但操作步骤繁琐，催化剂不能循环利用，而在多相体系中可以实现催化剂的循环利用，但又面临着反应温度高的问题，因此开发温和条件下高效绿色的催化体系显得至关重要。此外，对光催化技术在氢胺化反应中的应用前景进行了展望，而非贵金属利用可见光在温和条件下实现高效催化氢胺化反应是未来的一个重要发展方向。     

分子间醇的催化胺化反应的铜基催化剂的筛选与表征

以乙醇和哌嗪催化胺化合成N-乙基哌嗪的反应为模型,对分子间醇的催化胺化反应进行了研究。制备了一系列的铜基催化剂用于此反应,筛选得到了Cu-Cr-Zn/γ-Al2O3催化剂,在最佳反应条件下,乙醇的转化率达93%,N-乙基哌嗪的选择性达90%以上;而且在100 h的寿命实验中,N-乙基哌嗪的选择性保持在86%以上。采用X射线衍射、X射线光电子能谱和程序升温还原等对催化剂进行了系列表征,提出单质铜最有可能是催化剂的活性中心,且活性组分锌的添加能够有效地分散催化剂表面的铜,从而提高了催化剂的活性和稳定性。     

氧化酯化反应催化剂的研究进展

本工作综述了近年来醛或醇氧化酯化催化剂的研究进展,介绍了均相催化剂和非均相催化剂的研究情况,其中均相反应体系,催化剂不易分离且能耗较大,价格普遍偏高,适用于氧化酯化的均相反应体系难以工业化。非均相反应体系在工业化方面具有很大优势,催化剂分离简单易还原、可回收再利用等,但同样存在稳定性较差及收率较低的问题。分析了贵金属催化剂和非贵金属催化剂的合成、结构及催化醛氧化酯化性能,总结了部分催化剂催化醛氧化酯化的反应机理。通过各种制备方法调控催化剂的结构、形貌、比表面积,进而暴露大面积活性面及延长催化剂的使用寿命来提高催化剂的经济效益。展望了氧化酯化反应催化剂的研究方向,贵金属催化剂由于成本限制,非贵金属催化剂将是未来醛氧化酯化领域重点研究的方向。     

羰基化法合成氨基甲酸酯催化剂的研究进展

对氧化羰基化法、还原羰基化法及氧化还原羰基化法3种羰基化合成氨基甲酸酯方法中催化剂的研究进展进行了综述,其中着重讨论了各种配体及助剂对催化剂活性的影响。指出今后的研究应集中在寻找高效、价廉及可重复使用的催化体系或对高效的均相催化体系进行负载化以及研究多相催化体系的催化机理。     

Ru/ZrO2催化环己酮还原胺化制备环己胺工艺

通过浸渍法制备Ru/ZrO_2催化剂,并考察了其在环己酮还原胺化制备环己胺反应中的活性。采用X射线衍射(XRD)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等方法对催化剂进行了表征并测定了其粒径分布,分析了Ru负载量、还原温度、氢气压力以及反应时间等对催化剂活性的影响。结果表明,Ru颗粒在ZrO_2表面呈高度分散状态。催化剂的粒径随着Ru负载量的增加而变大,粒径过大则不利于催化剂在反应体系中分散,从而影响反应物与催化剂间的接触。催化剂的表面酸性随着还原温度的升高而降低,较低和较高的还原温度都会使得环己胺的选择性降低。催化剂的较佳负载量为5%(质量分数),适宜的还原温度为150℃。优化的反应条件下(催化剂0.05 g,环己酮2.94 g,乙醇5 mL,氨水45 mL,氢气压力2 MPa,反应温度95℃,反应时间2.25 h),环己酮的转化率可达100%,环己胺的选择性可达90%,具有良好的工业应用前景。     

氯代硝基苯选择性加氢催化剂研究现状与进展

氯代苯胺（chloraniline,CAN）是重要的精细化学品中间体,应用广泛。氯代硝基苯（chloronitrobenzene,CNB）经催化加氢合成CAN的方法存在脱氯副反应,因此改进催化剂性能以提高该反应选择性受到广泛重视。本文从多相催化体系和均相催化体系分别总结了近年来此类催化剂的研究现状与进展。多相催化体系常用的改性方式包括调变金属相分散度、调变载体性质、添加金属助剂等。其中,通过调变金属相分散度得到的单原子催化剂,因其高原子利用率而呈现出优异的催化性能,但提高其稳定性仍是未来探索的方向。均相催化剂包括金属配合物催化剂、金属胶体催化剂等,常用的改性方式有添加金属离子/配合物等。均相催化剂反应效率高,但普遍制备过程繁琐、较难回收,仍有待优化。另外,本文还总结了反应介质对该加氢体系的影响。最后总结了催化剂改性方案的特点,对未来CNB选择性加氢催化剂的设计与应用提供了理论指导。     

工业有机废水深度处理：非均相Fenton催化剂研究进展

在众多水处理技术中,Fenton法能产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）,被认为是处理水中难生物降解有机污染物的有效方法。但是,传统的均相Fenton技术存在响应pH范围窄、催化剂活性组分不易回收分离、产生的铁泥会造成二次污染等问题,而非均相Fenton技术则可有效克服上述缺陷并具有良好工业应用前景。本文评述了Fenton反应,尤其是非均相Fenton技术近年来的发展情况,主要综述了其反应机理、反应活性的影响因素以及非均相Fenton催化剂研究现状。重点结合构-效关系、合成方法与反应机制探讨了国内外铁基与非铁基金属催化剂与碳基催化剂的发展进程以及其对于难降解有机物的处理效果。并总结了双氧水利用率、催化剂稳定性、反应的控速环节对非均相Fenton催化剂体系应用的影响与限制,为进一步改进催化剂的设计与制备方法提供了思路。     

催化加氢制备医药中间体2,5-二甲氧基苯基乙胺

2,5-二甲氧基苯基乙胺是一种有机合成中间体,在医药和精细化工行业具有重要价值。系统研究有机均相催化体系中以负载型催化剂Ru/AC和Ru-Pd/AC对2-(2,5-二甲氧基苯基)硝基乙烯进行催化加氢制备2,5-二甲氧基苯基乙胺。结果表明,采用Ru/AC催化体系,在氢压5.0 MPa、Ru浓度4.9×10-3mol·L~(-1)、反应时间5 h和反应温度150℃条件下,可以获得纯度较高的CC加氢与硝基完全加氢的目标产物,转化率达到100%,目标产物选择性可达93%;采用Ru-Pd/AC催化体系,在氢压3.0 MPa、Ru和Pd总浓度2.46×10-3mol·L~(-1)、反应时间5 h和反应温度190℃条件下,转化率可以达到100%,目标产物选择性为84%。反应结束后,抽滤即可分离催化剂和产物。     

Heterogenized copper catalysts for the amination of arylhalide: Synthesis,characterization and catalytic applications

This research investigated the synthesis, characterization and catalytic activity of heterogenized copper complexes for the selective amination of aryl halides. Amination reactions using homogeneous copper catalyst systems are not generally selective and it is also difficult to recover the catalyst from the homogeneous system for recycling. To overcome these difficulties, our efforts were directed towards the development of cheaper heterogeneous catalyst systems, which can be easily recovered and recycled. Heterogenized analogs of the homogenous Cu complexes were prepared using two methods: (a) encapsulation of copper complexes in zeolite-Y and (b) tethering of copper complexes on various supports like zeolite-Y, silica, charcoal, or clay. The encapsulated and tethered copper catalysts on zeolite-Y were characterized using EPR, Diffused reflectance UV–vis, XRD, IAS, ICPES, SEM, and TEM. The results confirmed that the copper complexes were truly heterogenized in zeolite-Y support. Encapsulated and tethered copper complexes were tested for amination of aryl iodide. The effects of various reaction parameters were examined using tethered Cu(Phen)(PPh₃)Br-PTA-Y catalyst to determine optimum conditions. A recycle study of encapsulated and tethered Cu catalyst was carried out to test their robustness for possible commercial exploitation.     

常压条件下Pd/C催化邻氯硝基苯加氢反应

用化学还原法制备了活性炭负载Pd、Pt和 Ru共3种贵金属催化剂,在没有添加任何脱氯抑制剂和助剂的前提下,比较研究了3种催化剂在邻氯硝基苯(o-CNB)加氢制邻氯苯胺(o-CAN)反应中的催化性能,发现Pd/C催化剂效果更佳。以Pd/C为催化剂,考察了溶剂种类、反应温度、反应时间和重复使用次数等因素对邻氯硝基苯转化率及邻氯苯胺选择性的影响。实验结果表明:常压条件下,Pd与邻氯硝基苯的质量比为1/2120,反应时间90min,邻氯硝基苯转化率和邻氯苯胺选择性分别可达100%和 87.4%。催化剂在重复使用6次后仍保持较高的活性。该工艺具有反应压力低、催化剂用量少、反应时间短和脱氯少等特点,适合工业化生产。     

Die großtechnische Oxosynthese mit immobilisiertem Katalysator

Industrial Oxo Synthesis with Immobilised Catalyst. The use of water-soluble catalysts represents a significant advance in homogeneous catalysis; “immobilisation” of the catalyst in a second immiscible liquid phase has the effect of “heterogenisation” and allows the advantages of heterogeneous processing (long lifetimes, straightforward technology) to the combined with those of the homogeneous mode (gentle reaction conditions, high activity and selectivity). In particular, the decisive advantage of homogeneous catalysts, viz. the wide range of variation of their steric and electronic properties which can be adapted to the specific reaction at hand, can be exploited for tailoring highly effective catalysts. Moreover, the mode of action of these homogeneous catalysts remains understandable as a model and under the reaction conditions chosen – in complete contrast to the case of many heterogeneous catalytic systems. The first successful industrial application of water-soluble catalysts was in the oxo process of Ruhrchemie/Rhǒne Poulenc. The following article reports on ten years' experience with this process and the HRh(CO)[P(msulphophenyl-Na)₃]₃ catalyst.     

Supercritical Fluids in Catalysis: Opportunities of In Situ Spectroscopic Studies and Monitoring Phase Behavior

A number of homogeneous and heterogeneous catalytic reactions have been successfully performed in supercritical fluids (SCFs). An overview on recent developments in the areas of alkylation, isomerization, hydrogenation, partial oxidation, amination, and CO₂-fixation using heterogeneous catalysts and supercritical fluids is given. Additionally, strategies towards a more fundamental understanding of catalytic reactions in supercritical fluids are outlined. One aspect is the identification of phase behavior in such multicomponent systems. Their complexity and the input of in situ monitoring is discussed. It is proposed that binary fluid mixtures are an ideal guide for simplifying and understanding the phase behavior in reaction mixtures. In order to strengthen the future use of this knowledge, e.g., for optimization of reactions in SCFs, an overview on the different topologies of binary mixtures is given. Another aspect is in situ characterization of the catalytic reaction and their intermediates, the intermolecular interactions in the fluid, the heterogeneous catalyst phase, and the solid/fluid interphase. The opportunities of various available spectroscopic tools, applicable in situ, are also reviewed by referring to examples from homogeneous catalysis or low-pressure studies.     

水介质下金属基催化剂催化糠醛加氢的研究进展

糠醛是连接生物原料和生物炼制工业的桥梁。糠醛在水介质中的还原性转化是制备各种精细化学品的重要途径, 经多相催化剂催化可以得到大量的下游产品, 如(四氢)糠醇、2-甲基(四氢)呋喃、内酯、乙酰丙酸盐、环戊酮、环戊醇等。催化剂的活性主要取决于金属及载体的性质, 以及温度、时间、溶剂和压力等反应条件。本文针对不同的非贵金属(Cu、Ni和Co)和贵金属(Pd、Ru、Pt和Au)基催化剂对糠醛加氢制备环戊酮和环戊醇的研究进展进行了综述, Ru、Pd、Au和Cu基催化剂较其他催化剂有更高的选择性, Cu-Ni双金属催化剂具有优异的催化活性和选择性, 但稳定性有待提高。对金属表面发生氢化反应的机理进行了探讨, 结果表明: 水介质和较弱的路易斯酸性位点在环重排的反应中起关键作用, 同时提出了糠醛在水介质中的加氢反应的未来研究方向。