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体球网:体球网李漫波教授课题组在多相催化领域出新成果

时间:2021-04-22   浏览:10

多相过渡金属催化剂可回收进行循环使用,不仅大大降低了催化剂的累计使用量,提升了反应的转化数(TONs),而且便于催化剂在产品中的分离,具有潜在的应用价值。然而,由于多相体系中传质困难,多相催化的活性及选择性控制极具挑战。设计具有高效催化性能的多相催化体系,不仅是基础科学研究的热点与难点,也是工业生产领域长期追求的目标。李漫波教授长期从事多相催化研究,与斯德哥尔摩大学Jan-E. B?ckvall教授合作,开发了多相钯催化剂(Pd-AmP-MCF),由负载在多孔硅材料中的超小钯团簇构成。该催化剂在氧化串联反应中表现亮眼,不仅展现出比均相钯催化剂高得多的催化活性,而且催化剂表面的不同价态钯原子协同作用,表现出独特的选择性J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 14604Chem. ?Eur. J., 2019, 25, 210Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 1992Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 10391Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 670。

近期,李漫波教授与斯德哥尔摩大学孔维俊博士、Jan-E. B?ckvall教授合作,进一步扩展了这种多相钯催化剂的催化性能,发展了其催化的联烯氧化芳基化反应,值得注意的是,反应中直接采用氧气作为最终氧化剂,是非均相催化氧化的一个突破(图1)。相关研究工作以“Aerobic Heterogeneous Palladium-Catalyzed Oxidative Allenic C?H Arylation: Benzoquinone as Direct Redox Mediator between O2 and Pd”为题发表在中国化学会旗舰刊CCS Chem.上。李漫波教授和Jan-E. B?ckvall教授为文章的共同通讯作者。

1. 氧气作为氧化剂的非均相氧化芳基化反应

基于近期在非均相钯催化氧化串联反应方面的系列工作,安徽大学李漫波教授、斯德哥尔摩大学Jan-E. B?ckvall教授在美国化学会期刊Acc. Chem. Res.上撰写文章,总结了非均相钯催化剂(Pd-AmP-MCF/CNC)在联烯转化为四元环、五元环以及并环化合物等生物活性分子关键骨架中的高活性、独特选择性和可回收性,并展望了非均相钯催化的前景(图2)。

文章最后提到,钯团簇在氧化反应中的应用大有可为,从以下三个方面优化其结构能充分发掘其催化潜力:(1)超小的钯团簇尺寸有利于其克服非均相体系中的传质问题,展现出高的催化活性;(2)其他金属在钯团簇中的掺杂有利于发挥不同金属之间的协同作用,完成单核金属催化剂所不能实现的产物分子构建;(3)具有原子级精确结构钯纳米团簇的可控制备,及其在氧化反应中的应用将有利于非均相钯催化氧化的机理研究,为催化剂的结构优化及其催化的氧化反应方法学发展提供理论基础。

团簇是一类新颖的、极具潜力的催化材料。李漫波教授课题组将在团簇的精准构筑、结构修饰及其催化的有机分子高效、特异性转化方面展开研究工作。近期就银纳米团簇的掺杂及性能调控,与江苏科技大学杨洁教授合作,在Nanoscale Advances上撰写综述总结相关进展并进行展望(图3)。

2. Pd-AmP-MCF/CNC催化的联烯高效氧化串联反应

 

3. 银团簇的掺杂及其性能调控

                                  

文章详情:

(1) Wei-Jun Kong, Michaela Reil, Lei Feng, Man-Bo Li* and Jan-E. B?ckvall*.Aerobic Heterogeneous Palladium-Catalyzed Oxidative Allenic C?H Arylation: Benzoquinone as Direct Redox Mediator Between O2 and Pd. CCS Chem. 2021, DOI:10.31635/ccschem.021.202100816.

文章链接:https://www.chinesechemsoc.org/doi/pdf/10.31635/ccschem.021.202100816

 

(2) Man-Bo Li* and Jan-E. B?ckvall*. Efficient Heterogeneous Palladium Catalysts in Oxidative Cascade Reactions. Acc. Chem. Res.2021, DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00122.

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.1c00122

 

(3) Jie Yang*, Runqiang Pang, Dongpo Song and Man-Bo Li*. Tailoring Silver Nanoclusters via Doping: Advances and Opportunities. Nanoscale Adv.2021, DOI: 10.1039/d1na00077b.

文章链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/na/d1na00077b?page=search


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