O2對烯烴的選擇性氧化在化學(xué)工業(yè)具有重要意義，因?yàn)橄N氧化能夠合成羰基化合物。傳統(tǒng)的均相Wacker氧化反應(yīng)使用PdCl2-CuCl2-H2O的復(fù)雜催化體系用于合成醛，這個(gè)均相Wacker反應(yīng)面臨多種缺點(diǎn)。如何開發(fā)替代性的異相催化體系受到人們的廣泛關(guān)注。
有鑒于此，南開大學(xué)李蘭冬研究員等報(bào)道新穎的Pd@FAU異相催化劑，這種催化劑含有Pd單原子，在輕質(zhì)烯烴的Wacker氧化反應(yīng)中表現(xiàn)了優(yōu)異的性能。
本文要點(diǎn)
（1）
輕質(zhì)烯烴的Wacker氧化反應(yīng)能夠穩(wěn)定的以2.3-3.5 mol/molPd/min的速率轉(zhuǎn)化丙烯，產(chǎn)物的丙酮選擇性達(dá)到75-89 %。這個(gè)性能超過了目前最好的均相Wacker氧化。
（2）
通過原位表征發(fā)現(xiàn)Pd@FAU催化劑具有 Pd2+-Pd0-Pd2+氧化還原，理論計(jì)算說明具有獨(dú)特的Wacker氧化反應(yīng)機(jī)理，這種Wacker氧化反應(yīng)過程沒有親核試劑參與。
這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了全新機(jī)理的異相催化Wacker氧化反應(yīng)。這項(xiàng)研究有助于發(fā)展更加符合可持續(xù)發(fā)展需求的Wacker氧化反應(yīng)，深化了人們對Pd的氧化還原催化性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。
參考文獻(xiàn)
Weijie Li, Xin Deng, Yujie Ma, Bin Qin, Jian Dang, Guangjun Wu, Sihai Yang, and Landong Li*, Zeolite-Encaged Isolated Palladium Redox Centers toward Sustainable Wacker-Type Oxidations, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c08813
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08813
作者介紹
李蘭冬，河北秦皇島人，南開大學(xué)研究員，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。1997-2006年在南開大學(xué)化學(xué)系學(xué)習(xí)，先后獲學(xué)士、博士學(xué)位；2006-2009年在中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心任助理研究員；2009-2014年在南開大學(xué)任副教授。自2015年起任南開大學(xué)研究員、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任先進(jìn)能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。中國化學(xué)會(huì)分子篩專業(yè)委員會(huì)委員，《催化學(xué)報(bào)》、《Scientific Reports》、《燃料化學(xué)學(xué)報(bào)》等期刊編委。李蘭冬研究員主要從事分子篩材料及其在化石資源/能源催化轉(zhuǎn)化過程中的應(yīng)用研究，通過先進(jìn)譜學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)分子水平上對吸附催化材料與催化反應(yīng)過程的精確表征，以之揭示吸附催化本質(zhì)并指導(dǎo)材料與反應(yīng)路線的理性設(shè)計(jì)。已成功開發(fā)甲醇制烴，乙醇制丁二烯等反應(yīng)關(guān)鍵分子篩催化材料，首次提出基于化學(xué)選擇性的炔烴/烯烴吸附分離新策略。
