氢硅烷化反应是均相催化反应中最重要的反应之一,Pt均相催化反应广泛应用于市售生成硅烷产物,但是催化反应使用均相Pt催化剂面临着一些问题,包括副反应、催化剂残留、消耗大量的Pt等问题。硅化学工业每年消耗的Pt量达到5.6吨,其中最关键的催化剂是Speier Pt催化剂、Karstedt Pt催化剂。这两种Pt催化剂面临的副反应包括,烯烃异构反应、脱氢硅基化,因此导致反应后产物的提纯步骤具有消耗能量和处理过程价格高昂等问题。在催化反应过程中生成的胶体Pt物种导致副反应,产物容易发生颜色变化等问题。均相Pt催化剂难以进行回收,导致产物中掺杂和残留,因此导致贵金属浪费。
发展异相催化剂得到广泛关注,目前的异相催化剂存在原子利用率较低,容易发生从催化剂上剥离等问题,因此目前异相催化剂的活性难以让人满意。
有鉴于此,马克思·普朗克胶体与界面研究所Markus Antonietti、Kairui Liu,东北农业大学杨帆,宾夕法尼亚州立大学Michael J. Janik等报道合成了在腐殖质胡敏酸(humic)修饰缺电子Pt单原子,将其用于氢硅烷化反应,实现了优异的催化反应活性,TOF达到3.0×107 h-1,反应的选择性>99 %。
参考文献
Kairui Liu*, Bolortuya Badamdorj, Fan Yang*, Michael J. Janik*, Markus Antonietti*, Accelerated Anti-Markovnikov Alkene Hydrosilylation with Humic-Acid-Supported Electron Deficient Platinum Single Atoms, Angew. Chem. Int. Ed. 2021
DOI: 10.1002/anie.202109689
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202109689