利用空间位阻和氢溢流协同作用促进5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛

Selective hydrogenation is a vital class of reaction. Various unsaturated functional groups in organic compounds, such as aromatic rings, alkynyl (C≡C), carbonyl (C＝O), nitro (-NO₂), and alkenyl (C＝C) groups, are typical targets in selective hydrogenation. Therefore, selectivity is a key indicator of the efficiency of a designed hydrogenation reaction. 5-(Hydroxymethyl)furfural (HMF) is an important platform compound in the context of biomass conversion, and recently, the hydrogenation of HMF to produce fuels and other valuable chemicals has received significant attention. Controlling the selectivity of HMF hydrogenation is paramount because of the different reducible functional groups (C＝O, C-OH, and C＝C) in HMF. Moreover, the exploration of new routes for hydrogenating HMF to valuable chemicals is becoming attractive. 5-Methylfurfural (MF) is also an important organic compound; thus, the selective hydrogenation of HMF to MF is an essential synthetic route. However, this reaction has challenging thermodynamic and kinetic aspects, making it difficult to realize. Herein, we propose a strategy to design a highly efficient catalytic system for selective hydrogenation by exploiting the synergy between steric hindrance and hydrogen spillover. The design and preparation of the Pt@PVP/Nb₂O₅ catalyst (PVP = polyvinyl pyrrolidone; Nb₂O₅ = niobium(V) oxide) were also conducted. Surprisingly, HMF could be converted to MF with 92% selectivity at 100% HMF conversion. The reaction pathway was revealed through the combination of control experiments and density functional theory calculations. Although PVP blocked HMF from accessing the surface of Pt, hydrogen (H₂) could be activated on the surface of Pt due to its small molecular size, and the activated H₂ could migrate to the surface of Nb₂O₅ through a phenomenon called H₂ spillover. The Lewis acidic surface of Nb₂O₅ could not adsorb the C＝O group but could adsorb and activate the C-OH group of HMF; therefore, when HMF was adsorbed on Nb₂O₅, the C-OH groups were hydrogenated by the spilled over H₂ to form MF. The high selectivity of this reaction was realized because of the unique combination of steric effects, hydrogen spillover, and tuning of the electronic states of the Pt and Nb₂O₅ surfaces. This new route for producing MF has great potential for practical application owing to its discovered advantages. We believe that this novel strategy can be used to design catalysts for other selective hydrogenation reactions. Furthermore, this study demonstrates a significant breakthrough in selective hydrogenation, which will be of interest to researchers working on the utilization of biomass, organic synthesis, catalysis, and other related fields.      

UIO-66热解ZrO2负载CoMoS对4-甲基酚的加氢脱氧性能

以金属有机骨架材料UIO-66热解制备了具有片层簇状结构ZrO₂.UIO-66热解条件影响CoMo S/ZrO₂的晶相、表面原子含量、形貌以及比表面积（可达117.7 m²/g）.随着热解温度升高,ZrO₂晶相呈现由四方相向单斜相的转化,表面Mo含量呈现先减小后增加的趋势,片层结构逐渐变短,而簇状结构则逐渐由蓬松变得致密,比表面积逐渐减小.热解温度为600℃时出现催化剂片层结构的坍塌聚集以及晶相的破坏.当UIO-66热解温度为500℃、热解时间为4 h时,CoMoS/ZrO₂明显出现单斜相,表面Mo原子含量较高,片层结构较均一,此催化剂在4-甲基酚加氢脱氧中显示出较高的活性和对甲苯的选择性,4-甲基酚转化率达100%,甲苯的选择性达82%.     

反相高效液相色谱法测定尿中吡啶醚和脱氧吡啶醚

尿中吡啶醚（ｐｙｒｉｄｉｎｏｌｉｎｅ,ＰＹＤ）和脱氧吡啶醚（ｄｅｏｘｙｐｙｒｉｄｉｎｏｌｉｎｅ,ＤＰＤ）是骨代谢特异的生化指标。应用高效液相色谱法（ＨＰＬＣ）建立了尿中ＰＹＤ和ＤＰＤ的测定方法。尿液用６ｍｏｌ／ＬＨＣｌ水解后,以纤维素ＣＦ１小柱提取,然后用ＨＰＬＣ测定;色谱系统为ＳｐｈｅｒｉｓｏｒｂＣ１８反相色谱柱,流动相组成为１５％甲醇添加０．１％七氟丁酸,流速为１．２ｍＬ／ｍｉｎ。系统的检测限：ＰＹＤ为１０ｎｍｏｌ／Ｌ,ＤＰＤ为７ｎｍｏｌ／Ｌ;回收率：ＰＹＤ为９１．５％,ＤＰＤ为１０６．１％;日内变异     

氯代卡宾与羰基化合物反应的研究——取代基的电子效应和底物的芳构化对脱氧反应的影响

氯溴卡宾与系列取代苯甲醛作用均产生CO(即羰基脱氧产物),取代基的电子效应直接影响CO的产率.捕获反应证实,该反应经历0°,0°型羰基叶立德中间体阶段.氟氯(溴)卡宾与四苯基环戊二烯酮(TPCP)反应除得到高产率的CO外,还生成偕氟卤环戊二烯(8)、双键加成物(9)及其重排产物(10).该类反应以脱CO途径为主,这可能是由于中间体羰基叶立德内部存在着"推-拉"稳定效应和不利于分子内电环化和分子间1,3-偶极加成的0°,90°型构象.本文讨论了这两类反应的微观作用机制.     

限域NiCo合金纳米颗粒高效催化生物质衍生物水相加氢脱氧

将储量丰富的生物质及其衍生物转化为具有高附加值的燃料和化学品被认为是一种有前景的绿色途径,可以极大地减少人们对传统化石资源的依赖.作为木质纤维素热解的直接产物和生物油升级的模型化合物,香草醛可以通过加氢脱氧(HDO)过程选择性地转化为2-甲氧基-4-甲基苯酚(MMP).MMP是一种有价值的化学品,常用于香料和药物等重要中间体的合成.在过去十年里,大量的金属催化剂被用来催化香草醛HDO转化为MMP.其中,贵金属(Pt,Pd,Ru和Au)虽然活性高,但是其储量低、价格昂贵,不利于工业化应用;而非贵金属(Fe,Co,Ni和Cu)的催化活性普遍较低,需要苛刻的反应条件来提高转化效率和选择性.此外,这类HDO反应大都在有机溶剂中进行,容易造成环境污染.因此,开发高效、稳定的非贵金属催化剂用于水相HDO反应是一个巨大的挑战.一般来说,合金纳米颗粒(NPs)具有强烈的协同效应,能产生良好的配位结构和电子环境,从而显著提升催化活性和选择性.基于此,本文首次采用了一种简单可控的合成方法来制备三聚氰胺海绵负载的氮掺杂碳纳米管(N-CNTs)限域的Ni-Co合金NPs(NiCo@N-CNTs/CMF)催化剂.该催化剂具有优异的HDO性能,在2 MPa H2,120oC反应6 h条件下,能在水相中将生物质衍生的香草醛高效转化为MMP,转化率和选择性均达到100％.相比于单金属的Ni@N-CNTs/CMF和Co@N-CNTs/CMF催化剂,香草醛转化率和MMP选择性都有大幅度的提高.而且,在温和的反应条件下,该催化剂对香草醛衍生物和其他芳香醛类化合物同样表现出优异的HDO性能,拥有100％的转化率以及较高的MMP选择性(91.5％～100％).XPS结果表明,Ni-Co形成合金后发生了电子结构的偏移,即Co原子可以从邻近的Ni原子处得到电子,提高Co电子云密度,从而促进对香草醛中C=O键的吸附.DFT计算结果表明,相比于单金属的Ni和Co,Ni-Co合金化后能显著提高对C=O键的选择性吸附和活化.同时,H2解离后形成的活性H*物种在Ni-Co合金NPs表面更容易脱附并参与催化反应.因此,Ni-Co@N-CNTs/CMF催化剂优异的HDO性能主要是由于Ni-Co合金NPs的协同作用大大促进了其对C=O键的选择性吸附和活化,以及活化氢物种的脱附.本文为设计和制备高效的非贵金属催化剂应用于水相的HDO反应提供了一个新策略.     

Ni/SAPO-11催化剂上棕榈油加氢脱氧制异构烃燃料(英)

采用水热法合成了小粒径、具有介孔结构的SAPO-11分子筛.采用浸渍法制备了不同Ni负载量的Ni/SAPO-11催化剂.并采用X射线衍射,扫描电镜,N_2物理吸附-脱附,NH_3程序升温脱附,热重和H_2化学吸附技术对该类催化剂的物理化学性质进行了详细表征.结果表明,SAPO-11较大表面积和介孔结构可分散Ni,使得Ni粒子尺寸较小.在棕榈油加氢脱氧制备液体烃类燃料反应中,液体烷烃产物由相关脂肪酸中间产物的直接加氢脱氧和脱羰-加氢脱氧两种途径产生.Ni/SAPO-11催化剂的弱/中强酸性质及其匹配的金属-酸双功能可显著抑制积炭反应,提高催化剂的寿命,液体烷烃收率高达70%,异构烷烃选择性超过80%.     

磷酸基团在环丙沙星光敏损伤DNA中的作用

利用紫外-可见稳态吸收光谱, 稳态荧光发射光谱和激光光解瞬态光谱实验方法研究了磷酸基团在环丙沙星(CPX)光敏损伤DNA中的作用. 紫外-可见和稳态荧光光谱实验证实了磷酸根离子影响环丙沙星的稳态吸收和发射谱, 实验结果表明磷酸根是通过弱相互作用与环丙沙星结合. 我们还利用激光闪光光解实验分别研究了鸟苷(Gua), 脱氧鸟苷(dG)以及脱氧鸟苷酸(dGMP)对环丙沙星三线态(³CPX^*)的影响, 通过对比实验证实了在环丙沙星光敏损伤dGMP中, 由于磷酸基团的存在, 导致了环丙沙星三线态吸收峰的改变, 从而改变了光敏损伤反应的途径. 通过研究发现, 光敏损伤途径的改变是由于dGMP结构上磷酸基团通过氢键与环丙沙星结合所造成的. 最后, 根据实验结果并对比Gua, dG和dGMP的结构, 提出了一个合理的磷酸基团的作用机理.     

固相萃取-超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法同时检测尿样中的麻黄碱和N-甲基麻黄碱

建立了固相萃取-超高效液相色谱-电喷雾串联质谱(SPE-UPLC-ESI MS/MS)联用方法,定量测定尿样中的麻黄碱和N-甲基麻黄碱。样品经Oasis MCX柱提取、纯化和富集后,采用电喷雾(ESI)离子源电离,正离子多反应监测(MRM)模式质谱进行定性和定量分析。麻黄碱和N-甲基麻黄碱在0.0250~2.50 μg/L质量浓度范围内线性关系良好,线性相关系数分别为0.9998和0.9992,提取回收率高于80%,提取效率的RSD小于5.0%,检出限均达到0.01 μg/L,可大大延长尿样检材中麻黄碱和N-甲基麻黄碱的检测周期。结果表明,该方法快速、准确,为尿液中痕量麻黄碱和N-甲基麻黄碱的分析提供了灵敏的分析方法。     

固相萃取-液相色谱-串联质谱法同时测定尿液中9种多环芳烃代谢物

建立了固相萃取-液相色谱-串联质谱同时测定尿中2-羟基萘、1-羟基萘、2-羟基芴、3-羟基菲、1-羟基芘等9种多环芳烃代谢物的液相色谱-串联质谱测定方法。尿样中结合态的多环芳烃代谢物在β-葡萄糖苷酸酶-芳基硫酸酯酶缓冲液(pH 5.0)作用下,于37℃水浴中避光水解4 h后,以C18固相萃取小柱富集、净化,以甲醇洗脱,采用Waters Symmetry C18色谱柱,流动相为乙腈-0.2%氨水(72∶27,V/V)等度淋洗分离后进入质谱测定。在喷雾电压4 kV,毛细管温度300℃下,以3-羟基菲13C为内标,采用SRM模式负离子扫描方式测定,内标法定量。9种多环芳烃代谢物在尿中的线性范围为0.90～100μg/L;相关系数为0.9970～0.9990;回收率为79.0%～119.8%;相对标准偏差为4.3%～12.4%;检出限为0.04～0.90μg/L;结果表明,本方法可用于尿中9种多环芳烃代谢物的测定。     

尿中3种苯氧羧酸类除草剂的气相色谱分析法

本文研究了2,4-滴、2,4-滴丙酸和2甲4氯3种苯氧羧酸类除草剂用硫酸、三氯化硼、氯化氢和三氟乙酸等4种催化剂的甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、苯甲醇、三氟乙醇、五氟丙醇、二氯丙醇和五氟苯甲醇等10种醇的酯化衍生反应条件,在此基础上建立了尿中3种苯氧羧酸类除草剂的各种衍生化气相色谱电子俘获检测方法,其中较灵敏的方法2,4-滴和2,4-滴丙酸的检出限低于10 ng/mL,2甲4氯的检出限低于20ng/mL,适于职业接触者和中毒者的尿分析。