将糠醛(如糠醛或5-羟甲基糠醛)转化为环戊酮类化合物(如环戊酮或3-羟甲基环戊酮)对高价值化学品的合成和生物质利用具有重要意义。而开发一种高效的、具有Lewis酸性的还原金属/酸性载体是促进氢化环重排反应中羰基加氢和水解步骤的关键。

有鉴于此，南昌大学邓强，亚利桑那州立大学Shuguang Deng报道了成功合成了三种具有相同晶体结构、不同金属的纯Al₂B₂O₇（La₂Sn₂O₇，Y₂Sn₂O₇，Y₂(Sn_0.7Ce_0.3)₂O_7-δ)形式的酸性焦绿石载体。

文章要点

1）通过加入不同的A、B位金属可以调节焦绿石的Lewis酸性和表面性质。浸渍后，合适粒径的Pd纳米颗粒均匀负载在焦绿石表面。

2）对于呋喃甲醛的反应，由于载体的氧空位和纯Lewis酸性，所有这些焦绿石基催化剂的加氢和水解速度都比传统的载体催化剂快。

3）在焦绿石基催化剂中，Pd/Y₂Sn₂O₇具有比Pd/La₂Sn₂O₇更高的活性和选择性。Y₂Sn₂O₇基催化剂B位部分被Ce³⁺取代，环戊酮和3-羟甲基环戊酮的收率最高，分别为95.0%和92.5%。此外，该催化剂在运行4次后仍能保持有效的活性和稳定性。

该研究工作不仅为环戊酮化合物的生产提供了一条有效的生物路线，而且基于焦绿石的纯路易斯酸性，重点研究了焦绿石的酸催化性能。

Qiang Deng, et al, Hydrogenative  ring-rearrangement  of  bio-based  furanic aldehydes to cyclopentanone compounds over Pd/pyrochlore by introducing oxygen vacancies, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c01666

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01666