对生物质相关呋喃、呋喃醇等分子中的化学键(C-C/C-H/C-O, C=C/C=O, or C-O-H/C-O-C等)进行选择性活化对生物质转化具有较大挑战,并且需要设计高效的催化剂和催化活性位点结构。北京化工大学何静、中国科学院高能物理研究所郑黎荣等报道了一种设计Pt催化活性位点的结构,进行对糠醇中的C-OH、C-O-C、C=C化学键的活化,合成2-甲基呋喃(2-MF)、四氢糠醇(THFA)、1,2-戊二醇(1,2-PeD)。
本文要点:
作者发现通过在含有Mg/Al的层状双金属氧化物基底上,设计原子Pt(单原子分散Pt)、原子层厚度含有不饱和配位Pt-Pt(二维簇结构)、三维含有不饱和Pt-Pt配位结构的Pt。作者通过FTIR红外测试对反应中选择性活化C-OH、C-O-C、C=C键过程进行监测,发现在原子Pt上能进行C-O-H键的活化,并且通过分子中的O吸附的同时不影响C-C、C=C键;在2D结构Pt催化剂(原子层厚度含有不饱和配位Pt-Pt)上,更容易对呋喃环中的C=C进行活化,并通过多步反应过程生成四氢糠醇;在3D结构Pt催化剂(含有不饱和Pt-Pt配位结构)上配位,呋喃环的水解反应更容易进行,并导致C-O键切断生成1,2-戊二醇(1,2-PeD)。
参考文献
Yanru Zhu, Wenfang Zhao, Jian Zhang, Zhe An, Xiaodan Ma, Zhijun Zhang, Yitao Jiang, Lirong Zheng*, Xin Shu, Hongyan Song, Xu Xiang, and Jing He*
Selective Activation of C-OH, C-O-C, or C=C in Furfuryl Alcohol by Engineered Pt Sites Supported on Layered Double Oxides, ACS Catal. 2020
DOI:10.1021/acscatal.0c01276
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01276