双功能[Sn,Al]-Beta分子筛一步催化葡萄糖生成5-羟甲基糠醛（英文）

以部分脱铝的Beta分子筛为母体,采用同晶置换法将Sn植入骨架制备双功能[Sn,Al]-Beta分子筛,并应用于葡萄糖一步催化生成5-羟甲基糠醛(5-HMF)反应中.样品中Sn与Al的含量通过酸洗的浓度和酸洗的时间以及SnC l4处理的时间来控制.由于骨架中有与Al相关为B酸位,和Sn相关的L酸位,[Sn,Al]-Beta可作为一种双功能的固体酸催化剂.优化了[Sn,Al]-Beta催化葡萄糖一步催化生成5-HMF的反应参数,在最优Sn/Al比条件下,葡萄糖转化率为60.0%,5-HMF选择性为62.1%.     

TS-1分子筛酸性的固体核磁表征

钛硅分子筛是一种具有广泛用途的环境友好催化剂 .它的开发和应用 ,使分子筛由酸催化作用扩展到了催化氧化过程 .TS- 1作为氧化催化剂 ,在以双氧水为氧化剂的烯烃环氧化、芳烃环的羟基化、环己酮的肟化、醇以及饱和烃的氧化等反应中显示出优良的催化性能 ,因而倍受关注 [1～ 4 ] .然而 ,尽管钛以四配位的形式进入分子筛的骨架 ,但仍然存在弱酸中心 ,这种弱酸中心在一些催化氧化反应中起着一定的作用[5] .人们对分子筛的酸性进行了长期研究 ,从最初的化学滴定法到量热法以及 NH3- TPD,尽管可得到分子筛酸性位的一些信息 ,但无法区分酸的种…     

分子筛的酸处理对Mo/HZSM-5催化甲烷无氧芳构化反应性能的影响

 采用HNO3溶液对HZSM-5分子筛进行预处理,并以处理后的分子筛为载体制备了Mo/HZSM-5 催化剂. 结果表明,改性的Mo/HZSM-5催化剂在甲烷无氧脱氢芳构化反应中表现出很好的稳定性,显著地抑制了积炭物种在催化剂表面的形成. SEM,XRD和1H MAS NMR等表征结果表明,酸处理在一定程度上降低了HZSM-5分子筛的结晶度,使部分Al物种脱离骨架结构,迁移到骨架外形成新的表面Al羟基,从而使HZSM-5分子筛上B酸中心的数目明显减少. 未经改性的Mo/HZSM-5催化剂表面,平均每个晶胞中有1.12个B酸位,而改性的Mo/HZSM-5催化剂表面,平均每个晶胞中仅有0.88个B酸位. 这表明过多的酸性位存留在催化剂上会引起积炭的生成,降低催化剂的稳定性.     

离子液体中Lewis酸催化葡萄糖和果糖脱水制备5-羟甲基呋喃甲醛

在离子液体中采用不同的Lewis酸催化葡萄糖和果糖脱水制备5-羟甲基呋喃甲醛(5-HMF).结果表明,CrCln和SnCln均可高效催化葡萄糖转化为5-HMF.另外,Lewis酸的酸性越强,其催化果糖转化为5-HMF的产率越高.镧系金属氯化物在反应中表现出较好的催化活性和产物选择性.同时还研究了离子液体结构对催化反应的...     

H-ZSM-5分子筛不同孔道处的酸位在甲醇制烯烃反应中的催化作用

甲醇制烯烃(MTO)作为一条由煤、天然气和生物质等含碳资源制备重要有机化学品的非石油路线,近年来备受关注.作为MTO催化剂,分子筛的骨架拓扑结构和酸性质对于其催化活性、反应路径和产物分布等具有重要的影响.H-ZSM-5分子筛是一种典型的MTO反应催化剂,酸位可以分布在MFI拓扑结构的直孔道、正弦孔道和交叉位点处.虽然目前已普遍认可MTO反应遵循芳烃/烯烃双循环烃池机理,分子筛的催化性能与其骨架中酸中心的位置相关,但对于H-ZSM-5分子筛不同孔道位置处的酸中心在甲醇制烯烃反应中的催化作用仍缺乏足够认识.本文采用密度泛函理论计算和分子动力学模拟方法,对H-ZSM-5分子筛不同孔道处(包括正弦孔道、直孔道和交叉腔)酸位中心上的MTO反应网络(包括芳烃循环、烯烃循环和芳构化)及甲醇原料和烯烃/芳烃产物的扩散行为进行了比较研究.结果表明,与正弦孔道和直孔道相比,芳烃循环和芳构化反应在交叉腔的酸中心上因具有较低的能垒而更易进行.相比之下,在正弦孔道和直孔道中,多甲基苯的生成受到显著限制,而烯烃循环却可以在三种酸中心(正弦孔道、直孔道和交叉腔)上以相近的能垒和相似的几率进行.芳烃循环生成乙烯和丙烯的几率相近,而烯烃循坏产物以丙烯和较高的烯烃产物为主.落位于H-ZSM-5交叉腔的酸中心能促进芳烃中间体如多甲基苯的生成,推动芳烃循环,提高乙烯选择性,而正弦孔道和直孔道中的酸中心则能增强烯烃循环,生成较多的丙烯和较高的烯烃产物.因此,H-ZSM-5分子筛对MTO的催化性能(包括活性和产物选择性等),可以通过有目的地调节酸中心在分子筛骨架中的位置分布(即铝落位)而得到有效调变和提升.本文阐明了H-ZSM-5分子筛酸中心在MTO反应中的催化作用与其骨架中的落位之间的有机联系,为高效甲醇转化分子筛催化剂的设计和性能提升提供了参考思路.     

Sn-Al-β分子筛酸性在葡萄糖转化反应中作用的固体NMR研究

制备了一系列具有不同酸性质的β分子筛催化剂, 通过固体核磁共振(NMR)探针分子技术对其酸性质进行了表征, 并考察了其催化葡萄糖转化为乙酰丙酸甲酯的性能. 吸附三甲基磷的³¹P NMR实验结果表明, 含有骨架Sn以及Al原子的Sn-Al-β催化剂同时具有Br?nsted与Lewis酸性. 通过2-¹³C-丙酮探针分子区分出 3种酸强度的Br?nsted酸位, 其中一种酸强度接近“超强酸”, 可能是由于空间邻近的Br?nsted酸位和Lewis酸位发生协同作用产生的. 葡萄糖转化为乙酰丙酸甲酯的催化反应结果表明, 相比于分别只含有Lewis酸位和Br?nsted酸位的Sn-β和Al-β样品以及两者的物理混合样品, Sn-Al-β分子筛催化剂具有高催化活性与产物选择性, 这主要是由于Br?nsted酸位和Lewis酸位的协同作用产生了强Br?nsted酸位, 这种强Br?nsted酸位进一步导致了更高的催化活性.     

双功能TiSn-Beta分子筛限域的串联Lewis酸催化烯烃生成1,2-二醇

1,2-二醇主要由环氧化合物水合产生、广泛用于防冻剂,聚酯树脂和医药等化学品中间体的生产.研究表明,具有Lewis酸性的含锡沸石分子筛在环氧化物的水合反应中表现出优异的催化性能.环氧化合物是众所周知的碳亲电体之一,主要由烯烃环氧化生成.含Ti(Ⅳ)沸石,如Ti-Beta和TS-1,是烯烃环氧化反应的高效催化剂.串联催化可以将多步反应整合为一次反应,无需分离中间体,有效缩短合成路线,提高生产效率.因此,双功能Ti和Sn分子筛有望应用于烯烃制二醇的串联催化反应中,即烯烃在Ti活性位点上发生环氧化反应,随后在Sn位点上发生水合反应,进而串联一步生成1,2-二醇.在沸石分子筛中产生孤立的多功能活性位点是将多步反应整合成串联催化反应的一种有吸引力的设计策略.本文通过简单且可规模制备的后合成路线构建了双功能TiSn-Beta分子筛,并用于烯烃串联催化制1,2-二醇反应.一方面,该反应中的过氧化氢溶液既能提供氧化剂(如H2O2)用于烯烃环氧化反应,又能提供环氧化合物水合反应的亲核试剂(如H2O);同时TiSn-Beta作为一种高效双功能催化剂,孤立的Ti和Sn活性中心可以有效地将烯烃环氧化反应和环氧化物水合反应串联在沸石微反应器中,实现烯烃一步转化为1,2-二醇.另一方面,沸石的限域效应较好地保证了烯烃环氧化和环氧化物水合的高串联速率和目标产物的高选择性,在最优的反应条件下,1,2-二醇选择性高达90%以上,收率接近70%.本文结果表明沸石分子筛是构筑多功能孤立活性位点的理想载体,为其他串联反应催化剂的设计提供了良好的借鉴.     

SnAPO-5和SnSAPO-5的合成与性能

Sn原子的异质同晶取代AlPO_(4-5)和SAPO_(-5)分子筛的骨架原子从而制得了SnAPO_(-5)和SnSAPO_(-5)样品.这二个样品的DTA谱基本相似.从TPR谱所得结果表明,Sn已进入骨架且不易被还原成零价的Sn.AlPO_(4-5)的IR谱上无羟基峰出现,其表明没有B酸位存在,而SnAPO_(-5)出现了3666cm~(-1)和3620cm~(-1)二个羟基峰,表明有B酸位存在.SnSAPO_(-5)和SAPO_(-5)都有B酸位存在,且酸性相差不大.AlPO_(4-5)和SnAPO_(-5)上的甲醇转化反应仅生成二甲醚,而SAPO_(-5)和SnSAPO_(-5)上则生成碳氢化合物.     

杂原子(Si)等比取代骨架P和Al时AlPO4-5型分子筛结构的研究

应用多晶X-射线衍射法研究了SAPO-5型分子筛结构,并经Rictveld法修正。结构测定得出,平均每个晶胞3。13个Sj原子等比取代P和Al进入骨架,但仍保持APO-5型分子筛的对称性和几何构型。Sj在骨架中与P、Al基本上成无序排列,从而使分子筛骨架不带电荷,在[001]方向也失去极性。因此若Si原子等比取代骨架中的P和Al,对调节APO-5分子筛的催化性能不会有显著作用。     

磷酸修饰MCM-49分子筛的结构、酸性及苯与丙烯液相烷基化反应催化性能

在10 L反应釜中用动态水热法合成了MCM-49分子筛, 采用浸渍方法制备了磷酸修饰MCM-49分子筛, 并用XRD, 氮气吸附-脱附, NH3-TPD, FTIR和27Al MAS-NMR等方法进行了表征. 考察了磷酸修饰MCM-49分子筛在苯与丙烯液相烷基化反应中的催化性能. NH3-TPD和FTIR表征结果说明, 磷酸修饰处理使MCM-49分子筛的BrΦnsted酸和Lewis酸的酸量降低, 强酸中心酸量略有降低. 27Al MAS-NMR结果表明磷酸修饰使MCM-49分子筛骨架部分脱铝, 脱除的铝与磷酸作用生成了磷铝酸盐. 在实验条件下, MCM-49分子筛的丙烯转化率为99.6%, 异丙苯选择性为75.3%. 磷酸修饰处理提高了苯与丙烯液相烷基化反应产物中异丙苯的选择性. 磷负载质量分数为2.0%的MCM-49的丙烯转化率和烷基化产物的总选择性(包括异丙苯、二异丙苯和三异丙苯 )与MCM-49相当, 而异丙苯的选择性提高了7.2%.     

Highly efficient preparation of 5-hydroxymethylfurfural from sucrose using ionic liquids and heteropolyacid catalysts in dimethyl sulfoxide–water mixed solvent

Several types of ILs and solid acids were used as catalysts in one-pot conversion of sucrose to 5-hydroxymethylfurfural (abbreviated as 5-HMF) in a dimethyl sulfoxide (DMSO)/water mixed solvent under hydrothermal conditions. A remarkable 5-HMF yield of 91.8% was achieved catalyzed by the cesium salt of dodecatungstophosphoric acid (Cs_2.3H_0.7PW₁₂O₄₀) within 3 h at 180 ℃. The ionic liquid N-methylimidazolium hydrogen sulfate ([Hmim][HSO₄]) gave the 5-HMF in 82.0% yield from sucrose. To the best of our knowledge, it was almost the highest yield of HMF from sucrose by now. Various reaction parameters including reaction temperature and time and catalyst dosage were optimized. A possible mechanism for this catalytic process was proposed. Furthermore, fructose and glucose were also investigated, good yields of 5-HMF was obtained respectively. This increases the possibility of large-scale production of 5-HMF from carbohydrates.     

Direct access to 3-substituted 1,4-oxathiepino[5,6-b]pyridine-5-one through one-pot substitution cyclization reaction of 2-mercapto-3-nicotinic acid with α-bromo ketones

A direct, one-pot synthesis route to [1,4]oxathiepino[5,6-b]pyridin-5-one derivatives was optimized by reacting different α-bromo ketones with 2-mercaptonicotinic acid. The advantages of this method include high efficiency, regioselective, and multistep conversion in a single-pot protocol. These types of pyridine annulated[1,4]oxathiepin-5-one derivatives are described here for the first time and seem to be interesting candidates for screening purpose. The presented protocol is suitable for using rare chemicals for synthesis of such derivatives.     

弱酸性多级孔MFI沸石上甲醇转化制丙烯（英文）

使用葡萄糖辅助模板合成了H-[B,Al]-ZSM-5沸石并用于催化甲醇转化制丙烯。优越的丙烯选择性和活性持久性关联于有利于丙烯生成的高的弱酸/强酸比例以及有利于改善反应物扩散的防止快速积炭的高的介孔率。较多的位于MFI沸石直/正弦孔道的骨架铝增加了产物丙烯/乙烯比归因于促进的丙烯生成。低的酸密度有助于高的丙烯/乙烯比。B/Al比为2且（Al₂+B₂）/Si比为0.01的HZ5-G-2B样品用于甲醇制丙烯反应,在原料CH₃OH/H₂O（1∶1.2）重时空速为1.8 h^-1、480°C反应条件下,丙烯选择性为51.6%, C_2-4⁼烯烃选择性为83.7%,甲醇完全转化。丙烯/乙烯比为2。催化活性保持580 h稳定。     

Synthesis of a constrained polyfunctional bicyclic iminocyclitol scaffold from l-sorbose via a tandem sequence including stereoselective intramolecular Huisgen cycloaddition

The synthesis of a functionalized (azido, amino, and hydroxy) 8-oxa-3-azabicyclo[3.2.1]octane framework and its conversion into a protected sugar amino acid and a tricyclic framework is described. The sequence includes a one-pot Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition, with decomposition to an aziridine and subsequent ring opening by azide. The stereoselectivity observed in the Huisgen cycloaddition reaction is attributed to minimization of allylic strain.     

乙烯焦油炭磺酸催化果糖脱水合成5-羟甲基糠醛

以蒸馏后的乙烯焦油重组分为原料,采用交联-磺化法制备了乙烯焦油炭磺酸。 利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TGA-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对该催化剂进行结构和性能表征。 结果表明,该催化剂呈现无定形石墨碳结构,且具有较高的酸量(4.20 mmol/g),表面的磺酸官能团是其关键活性中心。 并将该催化剂用于果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(5-HMF)的反应,在130 ℃反应140 min,催化剂用量0.3 g、溶剂用量8 mL及助剂用量0.3 g的条件下,果糖转化率和5-HMF产率分别为96.2%和52.1%,分离得到的5-HMF纯度可达97.0%。催化剂循环使用5次后,果糖的转化率和5-HMF的产率分别保持在85.1%和40.8%以上。     

Nb-P/SBA-15催化剂的制备及其对果糖水解制5-羟甲基糠醛的催化性能

果糖催化脱水制5-羟甲基糠醛（5-HMF）是生物质转化制高附加值化合物过程中的一个重要反应。采用自制的介孔SBA-15,浸渍法制备了Nb/SBA-15催化剂,再经磷酸化处理制得Nb-P/SBA-15催化剂,研究了该催化剂在果糖脱水制5-HMF反应中的性能。SEM、TEM、BET和XRD表征结果表明,Nb/SBA-15和Nb-P/SBA-15完好地保留了SBA-15的微观结构,其内孔道直径为10 nm,铌酸在孔内表面分布均匀;负载铌和磷酸化后,孔壁变薄。NH₃-TPD结果显示,Nb/SBA-15经磷酸预处理后,不仅弱酸性位有所增加,而且产生了中强酸和强酸性位,使得在含水两相体系果糖脱水反应中,Nb-P/SBA-15比Nb/SBA-15具有更高的催化活性和5-HMF选择性。同时考察了反应温度、溶剂比例、反应时间对果糖脱水的影响,结果表明,以水/MIBK（V/V=1/2）为溶剂时,160 ℃下反应1.5 h,果糖转化率和5-HMF收率分别高达96.1%和92.6%。Nb-P/SBA-15经循环使用四次后仍具有较好的催化活性,表明该催化剂具有较高的耐水稳定性。     

Chalice-Type Tridentate Silicon Lewis Acids of C3 Symmetry in a Single Step Starting from Hexadehydrotribenzo[12]annulene

Tridentate Lewis acids with aligned functions were synthesized based on the rigid framework hexadehydrotribenzo[12]annulene. The backbone and its fluorinated analogue were synthesised in one-pot syntheses, with alkyne deprotection and Sonogashira cross coupling reaction being carried out in one step. Hydrosilylation of the annulene with chlorohydrosilanes proceeded highly selectively and afforded rigid poly-Lewis acids with three SiCl₃ or SiCl₂Me substituents perfectly oriented to one side of the molecule in a single step. The progress of hydrosilylation was investigated by time-correlated NMR spectroscopic studies. The crystal structures show that the framework is symmetrically functionalised and the silyl substituents are aligned in one direction. To increase the acidity of the Lewis acids the chlorosilyl substituents were fluorinated with SbF₃. Further investigation of hydrometallation reactions (M=B, Al, Ga, Sn) did not lead to corresponding structures.     

功能聚碳酸酯的合成及表征

脂肪族聚碳酸酯作为生物材料已引起普遍关注,由于其良好的生物相容性、表面溶蚀性和无毒性,在医学领域中得到越来越广泛的应用.迄今已报道的许多脂肪族聚碳酸酯的降解速率相对较慢,如聚三亚甲基碳酸酯的降解速率比聚乳酸和聚己内酯慢很多.但是,如果在聚碳酸酯的侧链上引入亲水性功能基团,其降解速率将会明显提高.     

Multicomponent approaches to 8-carboxylnaphthyl-functionalized pyrazolo[3,4-b]pyridine derivatives

A simple and novel protocol for the efficient synthesis of a series of 8-carboxylnaphthyl functionalized pyrazolo[3,4-b]pyridine derivatives was developed through a one-pot, three-component reaction involving acenaphthylene-1,2-dione and 1H-pyrazol-5-amine in acetic acid medium. The reaction represents the first facile conversion of acenaphthenequinone to naphthoic acid via C-C bond cleavage without need for multi-step transformation.     

Dealuminated ZSM-5 Zeolite Catalyst for Ethylene Oligomerization to Liquid Fuels

Ethylene oligomerization using ZSM-5 zeolite was investigated to study the role of Bronsted acid sites in the formation of higher hydrocarbons. The oligomerization of olefins, dependent on the acidity of ZSM-5 zeolite, is an important step in the conversion of natural gas to liquid fuels. The framework Si/Al ratio reflects the number of potential acid sites and the acid strength of the ZSM-5 catalyst. ZSM-5 with the mole ratio SiO2/Al2O3 equal to 30 was dealuminated for different periods of time according to the acidic ion-exchange method to produce ZSM-5 with various Si/Al ratios. The FT-IR analysis revealed that the integrated framework aluminum band, non-framework aluminum band, and silanol groups areas of the ZSM-5 zeolites decreased after being dealuminated. The performance of the dealuminated zeolite was tested for ethylene oligomerization. The results demonstrated that the dealumination of ZSM-5 led to higher ethylene conversion, but the gasoline selectivity was reduced compared to the performance