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东京大学利用协同催化剂将芳环类化合物的氢化反应加快30倍

时间:2022-05-27 10:02来源:客觀日本 作者:科学新闻

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上一篇:日本入管统计显示境内持有“特定技能”签证的外国人总数为64730人,比去年增加了近3倍!

导读:20号日本管理外国人在留业务的出入国管理厅,公布了在日本持有“特定技能”签证的最新人数,根据最新公开的数字,截止2022年3月末为止,日本全国持有“特定技能”签证的外国劳动者总数为64730人,这一数字比去年增加了3倍! 据了解之所以出现这么快速的增加

  

苯等芳环类化合物的氢化反应可应用于氢的储存和运输,也是合成药品和生理活性物质等功能性分子的重要反应。东京大学研究生院理学系研究科化学专业的小林修教授和宫村浩之助教组成的研究团队发现,针对这种反应新开发的协同催化剂与常规方法相比可将反应速度提高约30倍。

图1:利用由Rh-Pt纳米颗粒催化剂和路易斯酸催化剂组成的协同催化剂的芳香族化合物氢化反应(供图:东京大学)


芳香族化合物的氢化反应不仅能用于药品等高附加值化学品的合成,还可应用于采用有机氢化物法的氢储存和运输,也是实现氢社会的重要反应。拥有多个大取代基和富电子取代基的芳香族化合物很难氢化,需要高温高压等苛刻的反应条件,开发高效的合成方法成为一个课题。


研究团队开发了由采用廉价有机-无机杂化载体的非均匀铑-铂二元金属(Rh·Pt)纳米颗粒催化剂,以及对水和醇基溶剂稳定的路易斯酸三氟甲磺酸钪和三氟甲磺酸镱组成的协同催化剂,并应用于芳环类化合物的氢化反应。这种催化剂在温和的条件下发挥作用,可用于以常规方法尤其难以发生氢化反应的、具有空间复杂的多个取代基的芳香族化合物,以及较大的富电子芳香族化合物。


由此发现,在非均匀催化剂Rh-Pt纳米颗粒和路易斯酸催化剂的协同作用下,此前难以氢化的芳香族化合物在一个大气压的氢和低温(50℃以下)下能顺利氢化。另外研究人员还发现,这种协同催化剂与常规方法相比,最大可将反应速度提高约30倍。这些成果将为高效供应有用物质提供新的反法。


小林教授表示:“今后,通过将新开发的催化剂用于更接近实用化的连续流程工艺,有望在药品等化学品的合成中实现资源节约和能源节约,为实现SDGs做贡献。另外,此次的催化反应的成功开发,为开发将难以氢化的各种芳香族化合物作为运输氢的新型氢载体铺平了道路。”


【论文信息】
期刊:Angewandte Chemie , Angewandte Chemie International Edition
论文:Reaction Rate Acceleration of Cooperative Catalytic Systems: Metal Nano
DOI:10.1002/ange.202201203, 10.1002/anie.202201203


原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部

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