Linjära alkoholer, som en viktig klass av kemiska produkter, är oumbärliga vid tillverkning av livsmedel, läkemedel, mjukgörare och smörjmedel. Direkt omvandling av lättillgängliga alkener till högvärdiga alkoholer är viktig men utmanande i både organisk syntes och industri.
Reduktiv hydroformylering i en behållare av alkener ger en enkel och atomekonomisk metod för syntes av homologa alkoholer med ett kol. Reaktionen som katalyseras av en stabil och effektiv heterogen katalysator har dock underutforskats.
För att ta itu med problemet har forskare från Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology vid den kinesiska vetenskapsakademin utvecklat en begränsad trinukleär Ru-plats i fosfininkorporerade porösa organiska polymerer för direkt syntes av alkoholer från reduktiv hydroformylering av alkener. Deras studie publicerades i ACS Catalysis den 12 mars.
Forskarna konstruerade en bänkstabil porös organisk polymer (POP) genom att införliva en specifik monofosfinligand i ställningen, som fungerar som både fast ligand och stöd för att framställa en heterogen Ru-katalysator för reduktiv hydroformylering i en behållare.
Monofosfinliganden hjälper till att stabilisera atomiskt dispergerade trinukleära Ru-ställen på POP, vilket resulterar i en heterogen Ru-katalysator med en katalytisk prestanda jämförbar med dess homogena motsvarighet under samma förhållanden. Katalysatorn kunde lätt separeras för successiv återanvändning utan betydande förlust av aktivitet och selektivitet.
Dessutom utvecklades en tvåstegs temperaturprogrammerad strategi för att avsevärt förbättra selektiviteten för linjära alkoholer, vilket är allmänt tillämpbart på terminala, interna och funktionaliserade olefiner.
I denna strategi omvandlades olefin till motsvarande linjära aldehyd vid en relativt lägre reaktionstemperatur samtidigt som bireaktionerna av isomerisering och hydrering minimerades, vilket säkerställde produktionen av linjär alkohol i det andra steget med hög effektivitet och utmärkt selektivitet.
Under optimala reaktionsförhållanden fullbordades den reduktiva hydroformyleringen av 1-hexen som en modellreaktion helt tillsammans med en selektivitet till 1-hexanol på upp till 95 % och ett förhållande mellan linjär och grenad alkohol på upp till 30.
Detta arbete representerar ett betydande framsteg i utvecklingen av heterogena katalysatorer för direkt syntes av linjära alkoholer från allmänt tillgängliga alkener.
Mer information: Yinghao Zhu et al, instängda trinukleära Ru-platser i fosfininkorporerade porösa organiska polymerer för direkt syntes av alkoholer från reduktiv hydroformylering av alkener, ACS-katalys (2024). DOI:10.1021/acscatal.3c06221
Journalinformation: ACS Catalysis
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
