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近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化與新材料研究室喬波濤研究員和張濤院士團(tuán)隊(duì)在單原子催化氫甲酰化研究方面取得新進(jìn)展，首次發(fā)現(xiàn)通過反應(yīng)耦合的方式調(diào)控產(chǎn)物的區(qū)域選擇性：在不加任何配體的情況下，通過與水汽變換反應(yīng)耦合，苯乙烯可高選擇性地轉(zhuǎn)化為3-苯基丙醛，正異比高達(dá)3：1。

　　烯烴與合成氣通過氫甲?；磻?yīng)制備醛類精細(xì)化學(xué)品，是化工生產(chǎn)中最重要的均相催化過程之一。在經(jīng)典氫甲酰化條件（以氫氣作為氫源）下，與鏈狀烯烴相比，苯乙烯類底物由于苯環(huán)的電子效應(yīng)，在氫甲?；磻?yīng)中更傾向于生成支鏈醛。只有在體系中加入結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的多齒有機(jī)膦配體，才可高區(qū)域選擇性地獲得直鏈醛產(chǎn)物。該有機(jī)膦配體高昂的價(jià)格和更為復(fù)雜的制備過程限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此，針對(duì)苯乙烯類底物，探索控制其氫甲?；磻?yīng)區(qū)域選擇性的新方法，具有極大的吸引力和挑戰(zhàn)性。

　　本工作中，研究人員發(fā)現(xiàn)以Rh1/CeO2 SAC為催化劑，不加任何有機(jī)膦配體，在經(jīng)典氫甲?；瘲l件下，苯乙烯氫甲?；恼惐取?；而當(dāng)以CO、H2O和苯乙烯為初始原料，通過水汽變換原位產(chǎn)氫提供氫源時(shí)，產(chǎn)物醛的正異比可至3。研究人員通過一系列對(duì)照實(shí)驗(yàn)，推測這是因?yàn)樗儞Q產(chǎn)生的原位氫破壞了反應(yīng)中間體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，抑制了趨向于選擇性生成異苯丙醛的反應(yīng)機(jī)制，從而造成更高的正異比。另外，與Rh單原子催化劑相比，CeO2負(fù)載的Rh納米催化劑用于這一串聯(lián)催化體系時(shí)，產(chǎn)物為苯丙醇，并且依然是正構(gòu)產(chǎn)物為主；而均相Rh催化劑由于催化水汽變換能力較差，導(dǎo)致在這一串聯(lián)體系中表現(xiàn)出極低的活性。該研究為氫甲?；瘏^(qū)域選擇性的控制提供了新思路，也為其他均相催化多相化提供借鑒。

　　該研究成果發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)B類“能源化學(xué)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)與調(diào)控”、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)、潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金項(xiàng)目和遼寧省興遼英才計(jì)劃項(xiàng)目等資助。此外，這也是獻(xiàn)禮中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所七十周年所慶文章之一。