過去十年里，芳香族底物側鏈的催化還原反應在化學工業中占據重要地位。如喹啉、吲哚、苯并吡喃、苯并呋喃等結構廣泛存在于各種產物中，這些化合物的選擇性氫化因此受到更多關注。目前，含氮雙環雜芳族化合物的催化加氫已得到深入研究，然而并有選擇性地氫化含氧的雜芳族化合物的催化劑開發仍然存在挑戰。其選擇性催化合成就顯得至關重要。苯并呋喃選擇性加氫生成二氫苯并呋喃衍生物的反應，通常需要使用具有對呋喃環加氫能力而又不影響六元芳環的特定催化劑。

與此同時，離子液體(ILs)具有可忽略的蒸氣壓、寬的電化學窗口、熱穩定性等優點，將ILs作為路易斯酸用于催化反應中表現出良好性質。因此，研究人員推測，如果能夠將釕催化劑與ILs相結合，便能綜合兩者的優點完成催化。基于上述背景，亞琛工業大學的Walter Leitner等人通過將IL與釕催化劑結合，并將其用于催化苯并呋喃的選擇性加氫反應。研究人員發現，該復合催化劑具有良好催化效果。

研究人員先通過核磁共振譜、紅外光譜對合成的復合物進行了初步表征，通過ICP-AAS 測得Ru@SILP-LA上的Ru含量為0.02 mmol·g^–1(0.20 wt％)，同時使用STEM-HAADF對其外觀形貌進行了表征。與此同時，對應的XPS光譜發現相應的元素存在，也表明了催化劑的成功合成。

研究人員發現在8小時后底物（苯并呋喃1）完全轉化，并以高收率（88％）產生二氫苯并呋喃（1a），該二氫苯并呋喃在反應過程中基本上保留了下來，化合物1b和1c為副產物。與此同時，底物的完全氫化產物(1b)的產生量即使在延長的反應時間的條件下也保持在5％以下，這表明，通過路易斯酸修飾可以芳香族基團的氫化。之后研究人員對反應條件進行了篩選，將反應條件固定在175 °C，10 bar H₂和底物流量為0.5 mL·min^–1。

研究人員采用不同的苯并呋喃衍生物作為底物進行催化加氫測試，發現該催化劑對不同的底物的催化加氫都表現出較高的產率與選擇性，這也表明了該催化劑的通用性。與此同時，研究人員對催化劑進行循環測試，發現在交替通入兩小時不同的底物共12小時的情況下，該催化劑的活性、選擇性都沒有明顯變化，這也表明了該催化劑的穩定性。

綜上所述，研究人員通過將IL與釕催化劑結合，將其用于催化苯并呋喃及其衍生物選擇性加氫。研究發現，該復合催化劑具有良好的催化效果，并且在循環使用中催化活性變化不大，有望用于將來工業中苯并呋喃選擇性加氫。

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b05124

原文作者：

Sami El Sayed, Alexis Bordet, Claudia Weidenthaler, Walid Hetaba, Kylie L. Luska, Walter Leitner

DOI:10.1021/acscatal.9b05124

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