Highly selective catalysts for the hydrogenation of alkynols:A review  

炔醇选择加氢催化剂研究进展

作　　者：Xiao Chen Chuang Shi Changhai Liang 陈霄;石闯;梁长海(大连理工大学化工学院,精细化工国家重点实验室&先进材料与催化工程实验室,辽宁大连116024)

机构地区：[1]State Key Laboratory of Fine Chemicals,Laboratory of Advanced Materials and Catalytic Engineering,School of Chemical Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,Liaoning,China

出　　处：《Chinese Journal of Catalysis》2021年第12期2105-2121,共17页催化学报（英文）

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFB0600305);国家自然科学基金(21573031,21403026,21073023);大连市科技创新基金(2019J12GX028,2018RQ09);2020年中-法“蔡元培”交流合作项目.

摘　　要：The semi-hydrogenation of alkynols to enols is a crucial process in the production of pharmaceuticals,agrochemicals,fragrances,and flavors that involves a complex set of parallel and consecutive isomerization and hydrogenation reactions and proceeds via several key intermediates.In view of the industrial importance of large-scale enol production through alkynol hydrogenation,various noble and non-noble metal(e.g.,Ni and Pd)-based catalysts promoting this transformation have been developed.This paper reviews the design of highly selective catalysts for the semi-hydrogenation of alkynols,focusing on the role of additives,second metals,catalyst supports,and reaction conditions and combining catalytic reaction kinetics with theoretical calculations to establish the reaction mechanism and the decisive factors for boosting selectivity.Finally,a strategy for designing highly efficient and selective catalysts based on the characteristics of aqueous-phase alkynol hydrogenation is proposed.炔醇选择加氢制备相应的烯醇在医药、农药、食品添加剂、香精、香料和聚合物单体等众多高端精细化学品合成中是一个非常重要的化工过程.通过一系列复杂的平行和连续的反应,炔醇可加氢生产若干个关键中间体.提高对烯醇的选择性和保持催化剂的效率是工业生产的关键,也是一个巨大的挑战.迄今为止,各种有效的贵金属和非贵金属催化剂得到了广泛的发展,尤其是钯基和镍基多相催化剂取得了显著进展.从经典的Lindlar催化剂和Raney-Ni催化剂到生物基金属催化新材料,本文系统综述了近几十年炔醇选择加氢催化剂的设计,从催化剂本身的金属活性中心、助剂(第二金属、有机配体和稳定剂)的作用、载体的性质(孔结构、酸碱性、金属与载体强相互作用)以及反应条件等因素对催化活性、目标产物的选择性和稳定性的影响进行了系统的综述.借助先进的表征技术、理论计算和实验研究,本文还阐述了炔醇选择加氢反应的机理.研究发现:(1)在所有贵金属催化剂中,Pd基催化剂对炔醇半加氢制烯醇的效率最高,且选择性最好.稳定剂和抑制剂的加入可以提高中间体的选择性,但在一定程度上降低了催化活性.此外,Zn,In和Cu等第二金属的掺杂可以调节金属Pd的几何效应和电子结构,从而调节底物和中间产物的吸附,并抑制过度加氢.与传统的Lindlar型催化剂相比,这种Pd基合金或金属间化合物可广泛应用于炔醇的选择性加氢反应,显著提高烯醇的选择性,且不需要引入有毒添加剂.(2)Ni基材料作为可替代贵金属催化剂,可分别实现炔醇的高选择性加氢制备烯醇或烷醇.然而,与贵金属催化剂相比,其反应条件相对苛刻.炔醇加氢产物分布很大程度上取决于助剂的引入和载体的酸性.此外,碳物种易沉积在Ni表面造成活性位点被覆盖,且在水热环境下Ni颗粒因团聚而失活,因此,用于炔�

关 键 词：ALKYNOL ENOL Selective hydrogenation Metal-based catalyst Catalyst design 

分 类 号：TQ223[化学工程—有机化工] TQ426