Angew: 分子筛中烷基醇脱氢反应动力学和分子筛孔道结构之间的关系
纳米技术 纳米 2020-10-03

水合氢离子(hydronium ion)催化的脂肪烷基醇脱氢反应效率通过分子筛孔道结构的立体位阻限域、和与孔道内的其他烷基醇之间的相互作用受到抑制。有鉴于此,慕尼黑工业大学Johannes Lercher、Huamin Wang等报道了不同分子筛孔道结构中(MFI、BEA)烷基醇分子脱氢反应动力学、反应过渡态等规律

本文要点:

(1)

MFI结构分子筛的孔道小于BEA结构分子筛,MFI分子筛对二级烷基醇、3-庚醇、2-甲基-3-己醇等二级醇的反应速率更高,因为MFI结构分子筛中由于更小的孔道抵消了活化焓,导致反应活化焓较低。在BEA结构中,对三级烷基醇、2-甲基-2-己醇等有更高的反应活性,这是因为BEA孔道内的Cβ-H过渡态中,和周围的醇分子之间的相互作用导致活化焓降低

总之,作者展示了分子筛限域作用能够通过稳定反应中的过渡态,改善反应动力学,该稳定作用通过烷基醇和过渡态之间的相互作用实现。

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参考文献

Manish Shetty, Huamin Wang*, Feng Chen, Nicholas R Jaegers, Yue Liu, Donald M Camaioni, Oliver Y Gutierrez, Johannes Lercher*

Directing the rate‐enhancement for hydronium ion catalyzed dehydration via organization of alkanols in nanoscopic confinements, Angew. Chem. Int. Ed. 2020

DOI: 10.1002/anie.202009835

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202009835


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