Китайская команда сообщила о катализе на молекулярном сите без металла и лиганда в Nature
Коротко
Команда под руководством академика Лю Чжунминя из Далянского института химической физики сообщила о маршруте карбонилирования, в котором молекулярное сито осуществляет катализ самостоятельно, без металла и лиганда. С участием воды получают изомасляную кислоту из пропилена и пропионовую кислоту из этилена. Результаты опубликованы в онлайн-версии Nature 21 октября.
Читать полностью 2 мин чтения
Исследовательская группа под руководством академика Лю Чжунминя (刘中民) из Далянского института химической физики (大连化学物理研究所) Китайской академии наук, работая совместно с партнерскими институтами, открыла каталитический путь, не требующий металла и лиганда, как сообщило Синьхуа 21 октября со ссылкой на Китайскую академию наук. В этом пути катализ полностью обеспечивает молекулярное сито. Результаты опубликованы в онлайн-версии Nature 21 октября по пекинскому времени. [ 1 , 2 , 4 ]
Команда получила две новые реакции с участием воды: карбонилирование пропилена в изомасляную кислоту и карбонилирование этилена в пропионовую кислоту. Также сформулировано базовое правило: положение и размер пор молекулярного сита напрямую определяют результат катализа. China News Service сообщил, что активные центры вблизи устьев пор с десятичленным кольцом могут катализировать пропилен, а центры с восьмичленным кольцом — этилен. [ 1 , 2 ]
По данным Синьхуа и China News Service, карбонилирование соединяет оксид углерода с молекулами олефинов, давая кислоты, сложные эфиры и спирты; на нем основаны такие продукты, как уксусная кислота, пластификаторные спирты, отдушки и фармацевтические промежуточные соединения. Они отметили, что основной промышленный путь опирается на благородные металлы, такие как родий и иридий, вместе с органическими лигандами, сложен, громоздок и дорог, а отделение катализатора от продукта затруднено. [ 1 , 2 ]
China News Service, ссылаясь на исследовательскую группу, сообщил, что эффект ограничения в молекулярном сите подавил побочные реакции полимеризации олефинов. Он добавил, что как твердый катализатор сито естественным образом отделяется от продуктов, что делает его извлечение проще, чем в жидкофазных системах. Оба агентства заявили, что селективность больше не зависит от многократного перебора рецептур и может закладываться заранее через геометрию пор. [ 1 , 2 ]
Ранее команда применяла молекулярные сита в карбонилировании диметилового эфира, что позволило наладить крупномасштабное промышленное производство безводного этанола; China News Service относит это к 2017 году. Опираясь на этот путь, команда почти три года работала над новыми реакциями. Синьхуа сообщило, что работа дает общую основу карбонилирования на молекулярных ситах, позволяющую прогнозировать новые химические процессы в обратном порядке и рационально их проектировать. [ 1 , 2 ]
Следующий шаг команды — масштабирование лабораторных реакций и перевод технологии в промышленность, сообщили Синьхуа и Jiemian. China News Service передал слова Лю о том, что цель — довести карбонилирование на молекулярных ситах до заводов. Yicai, Jiemian и 36Kr опубликовали краткие версии новости; Jiemian и 36Kr ссылались на CCTV News. [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]
Почему это важно
По данным СМИ, этот маршрут решает проблему отделения катализатора от продукта в основном промышленном процессе, который использует родий и иридий. Команда заявляет, что перейдет к масштабированию процесса, но документы не содержат сроков промышленного применения.
Ключевые факты
- Команда академика Лю Чжунминя (刘中民) из Далянского института химической физики Китайской академии наук работала совместно с партнерскими институтами. [ 1 , 2 , 4 ]
- Новый маршрут не требует металла и лиганда: катализ полностью обеспечивает молекулярное сито. [ 1 , 2 , 4 ]
- Получены две новые реакции с участием воды: карбонилирование пропилена в изомасляную кислоту и карбонилирование этилена в пропионовую кислоту. [ 1 , 2 ]
- Команда установила, что положение и размер пор молекулярного сита напрямую определяют результат катализа. [ 1 , 2 ]
- Работа заняла почти три года; результаты опубликованы в онлайн-версии Nature 21 октября по пекинскому времени. [ 1 , 2 , 4 ]
- Следующий шаг команды — масштабирование лабораторных реакций для промышленного использования. [ 1 , 2 , 4 ]
Подтверждено несколькими источниками
- Команда Лю Чжунминя сообщила о катализе карбонилирования олефинов на молекулярном сите без металла и лиганда; статья опубликована в Nature 21 октября. [ 1 , 2 , 4 , 5 ]
- Две новые реакции: карбонилирование пропилена в изомасляную кислоту и карбонилирование этилена в пропионовую кислоту. [ 1 , 2 ]
- Команда планирует перейти к масштабированию процесса. [ 1 , 2 , 4 ]
Пока неясно
- Когда, и будет ли вообще, технология доведена до промышленного производства. Документы говорят только о том, что команда продвинется в масштабировании процесса; ни один не содержит сроков или результатов в большем масштабе.
- Точное время публикации в Nature. Синьхуа и Jiemian указывают дату 21 октября; China News Service — ночь на 21 октября по пекинскому времени.
- Подробности заявленных преимуществ, например подавления побочных реакций полимеризации олефинов и более простого извлечения твердого катализатора. Только China News Service приводит эти подробности со ссылкой на исследовательскую группу.
Что пишут местные СМИ
Хронология, местное время
- Синьхуа сообщает со ссылкой на Китайскую академию наук о новом каталитическом пути (21 октября). [ 1 ]
- China News Service сообщает о работе и пишет, что статья в Nature появилась онлайн в ночь на 21 октября. [ 2 ]
- Yicai публикует короткий материал о результате (21 октября). [ 3 ]
- Jiemian публикует материал со ссылкой на CCTV News (21 октября). [ 4 ]
- 36Kr публикует резюме со ссылкой на CCTV News (22 октября). [ 5 ]