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《Chemical Engineering Journal 》发表我校林祥松副研究员在烯烃氢甲酰化反应方面最新研究成果

【来源: | 发布日期:2023-10-30 】

近日,我院银河娱乐澳门娱乐网站及浙江省纱线材料成形与复合加工技术研究重点实验室副研究员林祥松博士在化学工程领域顶级期刊Chemical Engineering Journal(中科院一区,影响因子15.10,发表了题为"Synergistic effect between monophosphine species for regioselective hydroformylation of olefin with CO2"的研究论文。在中科院大化所联合指导的博士研究生为第一作者,我校林祥松博士为第二单位第一通讯作者。

Scheme 1. The diagrams for synthesis of (a) v-PPO and (b) Rh-POL-PPO&PPh3.

烯烃氢甲酰化反应是工业上应用广泛的羰基化催化反应,能合成具有高附加值的醛类化合物,且产物醛可进一步转化为醇、酯和脂肪胺等重要的大宗和精细化学品。在氢甲酰化过程中,CO2作为CO的替代品有望缓解温室效应,助推“双碳”目标的实现。膦配体对烯烃与CO2的氢甲酰化反应的区域选择性有显著影响。与复杂而昂贵的双膦配体相比,容易获得且价格低廉的单膦配体具有广泛的应用潜力,特别是在工业上氢甲酰化应用方面。然而,单膦配体催化剂的区域选择性仍不理想。本研究揭示两种单膦存在明显的协同效应,并以简洁的方式进行共聚,可有效制备出单原子催化剂(Rh-POL-PPO&PPh3),催化结果显示线性醛与支化醛产物比为18.4,其转化率为94.9%DFT理论计算表明,发生高区域选择性的烯烃与CO2的氢甲酰化反应是由于两种单膦配体之间的协同作用,使催化剂具有更好的活性位点构型,促进活性中心Rh原子与烯烃末端碳的结合,从而更容易形成线性醛产物。这种策略为开发一种价格合理且能够简便制备出催化剂用于长链烯烃的非均相氢甲酰化反应高区域选择性提供一条新思路。

Figure 2. a. path I for linear aldehyde; b. path II for branched aldehyde and c. d. e. f. control experiments for alkenes hydroformylation with CO2.

该研究成果得到了国家自然科学基金及浙江省纱线材料成形与复合加工技术研究重点实验室开放课题基金(MTC-2020-21)等项目的大力资助。(论文DOI:10.1016/j.cej.2023.146332