Angew：N掺杂介孔碳负载的双功能Pd纳米颗粒用于甲酸辅助5-羟甲基糠醛选择性氢解合成2，5-二甲基呋喃

Nanoyu

2020-12-08

生物质衍生的5-羟甲基糠醛（HMF）被认为是生产用于潜在液体运输燃料的2，5-二甲基呋喃（DMF）的最有前途的化学品之一。

近日，德国波鸿鲁尔大学Baoxiang Peng报道了制备了含氮和无氮介孔碳材料负载的Pd纳米颗粒，并对其进行了表征，同时在温和的反应条件下将其应用于HMF氢解合成DMF的反应中。

文章要点

1）研究发现，在Pd/NMC催化剂上，甲酸（FA）和H₂在2 h内实现了HMF向DMF的定量转化。

2）研究人员通过对不同氢源、不同添加剂、不同底物的详细对比研究，以及原位ATR-IR光谱的表征，研究了反应机理，特别是FA的多重作用。研究发现，FA的主要作用是通过FA在C−OH基团上的质子化，将主要反应途径从醛基的氢化转变为羟甲基的氢解，降低了C−O键断裂的活化势垒，从而显著提高了反应速率。

3）X射线光电子能谱（XPS）和密度泛函理论（DFT）计算表明，由于Pd²⁺对FA的活化和H^-的稳定作用，在FA存在下，Pd²⁺与吡啶类N原子的相互作用显著增强了C−OH键的选择性氢解。

Bin Hu, et al, Formic Acid-Assisted Selective Hydrogenolysis of 5-Hydroxymethylfurfural to 2,5-Dimethylfuran over Bifunctional Pd  Nanoparticles Supported on N-doped Mesoporous Carbon, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202012816

https://doi.org/10.1002/anie.202012816