Chem：均相催化和多相催化相结合实现生物质呋喃选择性稳定升级为塑料单体

Nanoyu

2022-01-15

生物质衍生呋喃化合物中C-O键的选择性转化为燃料和化学品的生产提供了多种途径。然而，低C-O键裂解选择性和催化剂稳定性的问题并没有得到很好的解决。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所Fuwei Li报道了成功地开发了一种新的可持续的工艺，包括均相羰化和非均相加氢，用于从(半)纤维素或衍生的呋喃平台分子高效地生产有价值的羟基烷酸酯。

文章要点

1）C-O键羰基化提供了一种通过Pd(OAc)₂/dppb催化剂引入羧基的“任务特异性”碳增长策略，该催化剂具有优异的催化活性和可回收性。在优化的8Ni/CeO₂催化剂上，MFA串联加氢反应有效进行，呋喃C2-O键裂解选择性达97%，连续工作2400 h后表现出前所未有的稳定性，羟基烷酸的产率约为90%。这些性能在呋喃类化合物的催化开环氢解反应中名列前茅。

2）系统的实验研究和DFT计算表明，金属Ni和界面Niⁿ⁺-O_V-Ce³⁺在Ni/CeO₂催化剂上的协同作用分别促进了呋喃环上C=C键的加氢和四面体呋喃环上C2-O键的选择性开环氢解。

这项工作将通过开发“特定任务”的碳增长策略和双功能多相催化剂以及与生产有价值的化学品，特别是低成本和稳定的非贵金属催化剂的串联工艺相匹配的双功能多相催化剂来启发生物质的催化升级。

参考文献

Zhao et al., Selective and stable upgrading of biomass-derived furans into plastic monomers by coupling homogeneous and heterogeneous catalysis, Chem (2021)

DOI：10.1016/j.chempr.2021.12.004

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.12.004