BN负载贵金属催化肉桂醛选择性加氢反应研究

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肉桂醛(CAL)是α,p-不饱和醛中的典型代表,其C=O键选择性加氢产物肉桂醇(COL)在香精香料、生物医药等领域具有广泛的用途,C=C键加氢产物苯丙醛(HCAL)则是抗艾滋病毒(HIV)药物的重要中间体,两者进一步加氢可得到产物苯丙醇(PPL)。热力学上肉桂醛共轭双键中烯烃键比羰基键更容易加氢,但实际反应中通常得到多种加氢产物的混合物,且选择性加氢机制并不清晰。因此,设计高效负载型催化剂来催化CAL加氢反应,高选择性地制备目标产物,具有重要的理论研究价值和实际意义。六方氮化硼(h-BN),又称白色石墨,具有独特的物化性能,是一种具有广阔发展前景的无机材料。贵金属Pt.Rh等具有优异的加氢性能,本文以六方氮化硼h-BN作为载体负载贵金属P t、Rh催化CAL加氢反应,考察了不同金属种类、载体和催化剂还原条件对反应性能的影响,优化了溶剂、温度、时间和压力等反应条件,并进行初步的反应动力学测试。主要结果如下:1、BN负载不同金属Pt、Pd、Rh、Ru催化CAL选择性加氢反应中,Pt在保证催化剂加氢活性的基础上对C=O加氢具有优势选择性,是较理想的C=O选择性加氢催化剂;Pd、Rh对C=C加氢具有高选择性,对α,β-不饱和醇几乎没有选择性;金属Ru则介于上述两类金属之间。以Pt(NH3)4·(N03)2作为铂源制备的负载型催化剂,载体h-BN比其他载体Al2O3、SiO2.石墨G表现出更高的对C=O加氢选择性。1wt.% Pt/BN在25℃、4MPa、2 h、异丙醇/水体积比为4/1的反应介质中对CAL的加氢转化高达95.8%,对COL的加氢选择性高达85.2%。对Pt/BN催化CAL反应进行动力学研究表明,在室温恒定4 MPa氢压反应条件下,反应物肉桂醛的加氢反应属于准一级反应。2、以RhCl3作为铑源制备的负载型催化剂,载体h-BN比其他载体Al2O3、SiO2.石墨G表现出更高的对C=C加氢选择性,这可能与h-BN载体表面光滑无官能团以及Rh粒子大小有关。1wt% Rh/BN在60℃、4MPa、2h、异丙醇/水体积比为4/1的反应介质中对CAL的加氢转化高达91.1%,对HCAL的加氢选择性高达94.9%。对Rh/BN催化CAL加氢反应进行动力学研究表明,在室温恒定4 MPa氢压反应条件下,反应物肉桂醛的加氢反应属于准一级反应。
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