一种新的催化喹啉选择性加氢的高效催化剂_巩玉同

【初中化学】中国科研团队成功研发丙烯生产高效催化剂
从天津大学获悉，该校能源化学工程团队成功研发高效铂基催化剂，将显著提升丙烯生产效能。

丙烯是一种化工原料，在工业生产中作用巨大，是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等“三大合成材料”的基本原料，对纺织、制药、医疗、军工等领域具有重要价值。

传统生产技术已经无法满足全球主要经济体对丙烯日益增长的需求，2021年中国丙烯净进口量达到309万吨，市场价格也呈现逐年攀升的态势。

目前，“丙烷过氧化氢法”就是市场占有率快速增长最快、最具有前景的丙烯生产新技术，而铂基催化剂就是该法的关键所在。

“谁掌握了更高效的催化剂，谁就掌握了烯烃工业的未来。

”据天津大学能源化学工程团队负责人巩金龙教授介绍，铂基催化剂已广泛应用于“丙烷脱氢法”生产丙烯，其原理是利用铂等金属对丙烯的“催化脱氢选择性”来进行提取和生产。

天津大学能源化学工程团队研发的“高效率铂基催化剂”具有两小全新优势：一就是“更氢铵”，通过高温还原成和酸洗除去助剂金属杂质，并使催化剂构成氢铵铂全面覆盖的核壳表面；二就是“更弱”，通过发生改变表面铂的电子状态，很大提高铂原子催化剂性，从而为工业实践中大幅度提高丙烯生产效率缔造了可能将。

据了解，该成果从基础研究角度论证了构效关系对催化剂研究的重要价值，为铂基催化剂应用开辟了新思路，对中国化工生产行业具有重大意义。

相关研究成果由天津大学能源化学工程团队硕士生蔡伟亭和慕仁涛博士以共同第一作者身份发表于最新一期《科学》杂志子刊物《科学进展》。

喹喔啉合成化学1.引言1.1 概述喹喔啉是一种重要的有机化合物，其分子结构中包含一个吡啶环和一个苯环，具有广泛的应用领域。

喹喔啉的合成化学是有机化学领域中的一个重要研究方向，不仅涉及到传统的合成方法，还涉及到新颖的合成策略和技术。

喹喔啉的传统合成方法主要包括酰胺的氧化、醚的开环、苯甲酸的缩合等反应。

这些方法操作简单，但通常需要较长的反应时间，产率也相对较低。

随着有机合成化学的发展，人们逐渐提出了许多新颖的、高效的喹喔啉合成方法。

新颖合成方法中的一种重要策略是使用金属催化剂。

金属催化剂能够促进反应的进行，加快反应速率，同时提高产率。

例如，使用钯催化剂的冯-森格勒反应可以高效地合成喹喔啉，该反应通过碳-氮键的形成，将醇和氨基化合物转化为喹啉酮。

喹喔啉在药物化学领域有着广泛的应用。

很多喹喔啉衍生物具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等药理活性，因此被广泛用于药物的研发和合成。

此外，喹喔啉还可以用于制备光敏剂、染料、金属配合物等，在材料科学和化工领域有着重要的应用。

在农业化学领域，喹喔啉也发挥着重要作用。

喹喔啉及其衍生物被广泛应用于杀虫剂和除草剂的合成，具有良好的残留期和杀菌效果，对农作物的保护起到了关键作用。

综上所述，喹喔啉的合成化学是有机化学中的一个重要研究领域。

传统的合成方法虽然简单，但效率较低，新颖的合成策略和技术为喹喔啉的高效合成提供了新的途径。

喹喔啉在药物化学和农业化学中有着广泛的应用，对于推动相关领域的发展具有重要的意义。

在今后的研究和发展中，还有待进一步探索和改进喹喔啉合成方法，以满足不同领域的需求。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构是指文章的整体框架和组织安排，它对于读者理解和掌握文章的内容具有重要作用。

本文按照如下结构展开：第一部分为引言部分。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面的内容。

首先，概述部分将简要介绍喹喔啉的合成化学，并指出其在各个领域的重要性。

其次，文章结构部分将明确阐述本文的整体组织框架，使读者对文章有一个大致的了解。

选择性加氢催化剂及其制备方法获美国专利
佚名
【期刊名称】《工业催化》
【年(卷),期】2012(20)11
【摘要】2012年10月8日，由中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心申报韵发明专利“一种选择性加氢催化剂（HPC）及其制备方法”获美国专利。

标志着具有自主知识产权的裂解汽油馏分一段选择性加氢催化剂达到国际先进水平，拉开了中国石油石油化工技术参与国际技术分工和化工催化剂产品进军全球市场的序幕。

【总页数】1页(P18-18)
【关键词】选择性加氢催化剂;美国专利;制备方法;石油化工技术;化工研究院;中国石油;自主知识产权;发明专利
【正文语种】中文
【中图分类】TQ436.9
【相关文献】
1.选择性加氢催化剂及制备技术获美国专利 [J],
2.制备使用至少一种有机添加剂制备的基于第Ⅷ族金属的催化剂的方法、以及使用所述催化剂的选择性加氢方法 [J],
3.汽油选择性加氢催化剂获专利奖 [J], 钱伯章
4.“一种低镍含量苯加氢催化剂及其制备方法”获国家发明专利 [J],
5.中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心选择性加氢催化剂及制备技术获美国专利 [J],
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1,2,3,4-四氢喹啉的合成方法高正华;张宇;张敏;刘国良【摘要】介绍了一种用1-茚酮合成1,2,3,4-四氢喹啉的方法,该方法操作简单、安全、产率高并且条件温和.对反应催化剂的种类进行了筛选,并且对催化剂用量、反应温度和反应时间进行了优化,使1,2,3,4-四氢喹啉的产率达到90％以上.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2018(044)001【总页数】4页(P74-77)【关键词】1-茚酮;1,2,3,4-四氢喹啉;二异丁基氢化铝【作者】高正华;张宇;张敏;刘国良【作者单位】安徽国星生物化学有限公司,安徽省杂环化学重点实验室,安徽马鞍山243000;安徽国星生物化学有限公司,安徽省杂环化学重点实验室,安徽马鞍山243000;安徽国星生物化学有限公司,安徽省杂环化学重点实验室,安徽马鞍山243000;安徽国星生物化学有限公司,安徽省杂环化学重点实验室,安徽马鞍山243000【正文语种】中文【中图分类】TQ2531，2，3 ，4-四氢喹啉类化合物是一类非常重要的N-杂环化合物，具有多种生物活性，可用于预防和治疗动脉硬化、高血脂症以及心律失常等疾病；此外，1，2，3，4-四氢喹啉的结构还是具有良好供电子能力的发色团，可以作为中间体用于分散染料，具有光色鲜艳、深色效应和消光系数大等优点。

因此，有关1，2，3，4-四氢喹啉类化合物的合成研究一直倍受关注。

目前1，2，3，4-四氢喹啉类化合物的制备方法有以下几种：（1）氢化反应合成1，2，3，4-四氢喹啉类化合物通过喹啉类化合物的氢化反应合成1，2，3，4-四氢喹啉是最为直接的方法，国内外在此方面已经取得了很多的研究成果。

该方法多使用过渡金属催化剂，具有反应路线短、产率和选择性高等优点，但用氢气还原操作较为不便，并且具有危险性。

（2）Diels-Alder反应合成 1，2，3，4- 四氢喹啉类化合物此方法虽然避免氢化反应中危险气体的使用，操作简单，条件温和，但是底物结构中必须存在共轭的双键体系，底物适应性不广泛。

贵金属选择性催化喹啉加氢简述2016-05-03 13:00来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部喹啉加氢通过区域选择性加氢喹啉类化合物得到的四氢喹啉类化合物是精细化学品和药物中间体合成领域中一类重要的骨架分子，由于底物喹啉对传统Pt族贵金属催化剂的强吸附而造成的中毒效应使得在温和清洁条件下实现该反应极具挑战性。

我们最近的研究表明，与Pt族金属的中毒行为不同，纳米Au在喹啉加氢反应中表现出极为独特的“底物自促进”催化效应。

通过对H2-D2交换反应速率研究发现，吸附了喹啉的Pt族金属催化剂存在明显失活现象，而纳米Au在吸附喹啉后，解离分子氢的能力却大幅提升，从而在同等反应条件下活性超越了Pt族金属，表明Au在喹啉加氢反应中有着独特的优势(图7)。

利用高比表面积Ti O2负载的纳米Au 催化剂可在60 °C和2 MPa氢气的反应条件下，在3 h内将6-氯喹啉定量转化为6-氯四氢喹啉，且无脱卤反应发生。

该催化体系的底物普适性非常好，对于一些可还原基团(乙酰基、乙烯基等)取代的喹啉底物或其他含氮芳香化合物(如异喹啉、7,8-苯并喹啉和吖啶等)均可获得很高的收率。

尽管纳米Au在催化喹啉选择加氢反应中呈现出了其独特的潜力，但上述体系的实际应用及发展前景仍受限于以分子H2作为氢源所带来的易燃、易爆及难以运输等缺点，而若能将催化氢转移策略运用于喹啉选择加氢反应中则有望解决这些问题。

Jin等报道了利用有机硅烷与水作为氢源，在非负载型多孔Au的催化作用下实现了喹啉选择加氢，但有机硅烷是一类非常昂贵且具有较高毒性的化合物。

针对前期相关工作所存在的问题，我们最近发现使用廉价易得且安全无毒的甲酸作氢源，利用单相金红石二氧化钛(Ti O2-R, R:rutile)负载纳米Au可在温和条件下催化喹啉高效选择还原为四氢喹啉类化合物。

进一步研究表明，Ti O2载体的晶相对反应活性和甲酸利用效率有着显著的影响，在使用Ti O2-R作载体时，纳米Au催化剂表现出了极佳的活性，可在130 °C的反应温度下10 min内将反应物喹啉定量转化为目标产物，在底物/催化剂比高达1000时，产物仍有很高的收率，充分体现了纳米Au在催化喹啉加氢反应中的应用潜力。

作品名称：一种全新的金催化喹啉类化合物选择氢化反应大类：自然科学类学术论文小类：能源化工简介：首次使用纳米金催化剂在温和条件下催化喹啉类化合物选择氢化制备1,2,3,4-四氢喹啉。

这一催化还原体系对一系列喹啉衍生物以及其他含氮杂环化合物的加氢反应都表现出极高的催化活性和选择性，为其今后的工业化应用奠定了基础。

研究结果表明喹啉在金催化氢化反应中起到了一种全新的自促进作用，能够极大的提高反应的活性。

详细介绍：采用绿色、高效的催化技术实现温和条件下精细有机化学品的快速、高选择性合成是目前可持续化学研究中寻求“简约、节能、方便可行、环境友好及原子经济”的一个重要研究方向。

1,2,3,4-四氢喹啉是一类重要的医药中间体与精细化工原料。

另外还可以用于合成染料、有机涂料、农药等。

近年来，随着我国医药工业和精细化工行业的发展，对此类化合物的需求急剧上升，开发1,2,3,4-四氢喹啉及其衍生物合成的新催化体系具有很好的经济价值和市场应用前景。

基于上述背景，本作品以利用纳米金催化的反应条件温和、高活性高选择性的绿色催化功能，实现以喹啉为代表的氮杂环化合物选择氢化制备1,2,3,4-四氢喹啉过程的简约、节能、方便可行、环境友好。

利用纳米金催化剂上对喹啉选择氢化反应条件的优化，实现目标产物1,2,3,4-四氢喹啉合成的高活性、高选择性，既注重催化剂的制备、表征及其催化反应过程、结果的研究，同时又对催化剂的重复利用加以研究。

再配合原位红外、透射电子显微镜等表征手段，阐明反应底物与载体、纳米金粒子以及反应中间产物与催化剂之间的吸附、活化、脱附作用及其对催化活性、选择性的影响，揭示纳米金催化剂在催化氮杂环化合物选择加氢过程中新现象、新规律，对开发1,2,3,4-四氢喹啉及其衍生物等精细化学品的合成新途径具有重要的指导意义。

获奖情况：第十三届“挑战杯”特等奖。

喹啉在负载型钌催化剂上的加氢反应2016-07-31 13:21来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部钌催化喹啉加氢的可能机理1,2,3,4-四氢喹啉及其衍生物越来越受到人们的重视, 它们被广泛应用于药物中间体、农药、染料等的制备, 用喹啉加氢还原制取1,2,3,4-四氢喹啉是最简单的可行的途径. 在这些反应中, 以过渡金属络合物为催化剂报道较多.例如含Rh、Ir、Os、Ru等贵金属的络合物都有过研究, Kispert 等报道了AlEt3-Co(Stearate)2为催化剂的研究结果. 这些催化剂反应条件温和、转化率和选择性较高, 但它们价格昂贵, 而且与产物分离和循环使用仍是困扰人们的难题. 为了解决上述问题, 多相催化剂的研究显得尤为重要. Bianchini和他的同事曾在水/有机两相中对喹啉加氢做过尝试, 并探索了将Rh配合物与高聚物结合使均相催化剂多相化和直接将Ru负载于SiO2上的研究, 虽然反应条件不太苛刻但生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性不高; Yus等用NiCl2-Li-naphthalene对喹啉进行加氢, 催化剂较为廉价, 但反应中底物与催化剂的摩尔比较小, 催化剂用量过多；最近, Sanchez-Delgado等将纳米Ru固定于高分子材料上对喹啉进行加氢, 发现钌催化剂不易被底物和产物中毒, 但催化剂中金属Ru的担载量较高, 催化活性较低.为解决含氮杂环化合物对催化剂的毒害作用, Vaccari等提出通过在催化体系中加入质子酸或使用高分散性金属催化剂两种途径可避免催化剂在反应中失去活性, 然而催化剂重复使用的问题仍未得到很好解决. 由于喹啉及其加氢产物与金属具有较强的配位作用, 不易从催化剂上脱附, 对金属活性组分有一定的毒害作用,使催化剂不能进行有效的循环使用, 所以寻找一种在温和的条件能重复使用的催化剂值得研究.四川大学化学学院陈华等人制备了负载型催化剂Ru/ZrO2·xH2O,并用XRD、XPS和TEM 对催化剂进行了表征, 所制得的催化剂金属钌的平均粒径约为3.8 nm. 在2 MPa和40℃的温和条件下, 以水为溶剂时, Ru/ZrO2·xH2O催化喹啉加氢生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性达98.0%,而且表现出较强的抗氮中毒能力, 催化剂循环使用性能稳定. 对喹啉加氢反应中的催化反应机理进行了探讨.。

专利名称：一种用于喹啉类化合物选择性加氢反应的多相催化剂及其应用
专利类型：发明专利
发明人：魏中哲,周强,王建国
申请号：CN202010037567.1
申请日：20200114
公开号：CN111068669A
公开日：
20200428
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用于喹啉类化合物选择性加氢反应的多相催化剂及其应用，按重量百分数计，所述多相催化剂由1～10%的贵金属粒子和9～90%具有氧空位的二氧化钛组成，贵金属粒子负载于所述具有氧空位的二氧化钛上。

与一般的二氧化钛负载贵金属催化剂相比，本发明的多相催化剂应用于催化喹啉类化合物选择性加氢反应时，由于本发明多相催化剂中的贵金属和二氧化钛的氧空位共同作用，导致电子发生转移，使贵金属富电荷，从而提高多相催化剂的催化活性。

申请人：浙江工业大学
地址：310014 浙江省杭州市下城区潮王路18号
国籍：CN
代理机构：杭州浙科专利事务所(普通合伙)
代理人：周红芳
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基于喹啉选择加氢反应的多相金属催化剂研究进展
赵建波;袁海丰;谢冰
【期刊名称】《化学研究与应用》
【年(卷),期】2022(34)2
【摘要】喹啉选择加氢制备1,2,3,4-四氢喹啉是最为简便和可行的方法,后者是一种重要的精细化工中间体。

本文综述了近10年基于喹啉及其衍生物选择加氢反应的多相金属催化剂研究进展,探讨了活性金属组分和载体对催化性能的影响。

最后对该领域存在的问题和发展前景进行了总结和展望。

【总页数】8页(P225-232)
【作者】赵建波;袁海丰;谢冰
【作者单位】郑州轻工业大学材料与化学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O643.38
【相关文献】
1.SiO2负载的Au-Ni双金属催化剂在乙炔选择加氢反应中的应用
2.选择氧化物载体调变乙醇重整和1,3-丁二烯加氢反应双金属催化剂
3.多相贵金属催化剂对芳香化合物催化加氢研究进展
4.负载型纳米金属催化剂在乙炔选择加氢反应中的研究进展
5.贵金属催化剂理性设计在选择性加氢反应中的研究进展
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