生物燃料的生产是缓解目前对化石资源的严重依赖和相关的CO2排放问题的一个可行的选择。加氢脱氧是在生产生物燃料中一系列重要的生物精炼工艺。
近日，中科院大连化物所张涛院士，Wenhao Luo，荷兰乌得勒支大学Bert M. Weckhuysen报道了提出了一种新的策略来直接生产2-戊酮酸生物燃料，从乙酰丙酸乙酯(EL)开始，而不是通常开始的分子LA，并使用具有有限活性中心的沸石负载的双功能催化剂。与以前报道的基于LA的路线相比，所提出的基于EL的路线显示出显著的优点：i）通过木质纤维素材料的醇解可以有效地产生EL作为下游平台分子，其中通过不希望发生的缩合反应可以比基于LA的路线更有效地抑制胡敏素的形成；ii）通过使用温和的酯而不是质酸作为底物来减轻催化剂的反应介质的严密性，从而更适合于施加更高底物浓度甚至更整齐的底物。
文章要点
1）研究人员提出了一种简单有效的合成方法，可以直接生成限制在Y型沸石微孔中的高度分散的超小Ru颗粒。
2）结合最新的基于电子显微镜的技术和实验方法，研究人员发现，沸石调节的金属和酸性中心之间的受限接近对于EL直接加氢氧化生成戊酸生物燃料，显著提高催化活性和戊酸生物燃料选择性至关重要。此外，Y沸石中La的存在可以显著提高催化剂的稳定性，并抑制沸石在催化过程中的脱铝和脱硅。
3）所提供的对该反应背后亲和性官能区HDO性能改善的理解，不仅将在高效生产戊酸生物燃料方面向前迈进一步，而且还将有助于理解串联催化中类似的加氢反应，这有望在基础研究方面取得更大进展。
参考文献
Jiang He, et al, Zeolite-Tailored Active Site Proximity for the Efficient Production of Pentanoic Biofuels, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202108170
https://doi.org/10.1002/anie.202108170
