和目前已报道的多相铑基催化剂相比,该聚合物催化剂展示出更加优异的活性和区域选择性。
虽然在双相催化工艺中铑、钌贵金属流失的难题在一定程度得到了解决,但是反应效率较低。多相催化剂虽然也能在一定程度上实现铑、钌贵金属的重复使用,但是反应的活性和产物有机胺的区域选择性难以得到有效保障。
主要有以下两点原因:
再加上有机胺化合物还在人们的社会生产和生命健康中扮演重要的角色。
如何“一步”合成有机胺?
目前,工业上有机胺类化合物的制备方法主要有醇、卤代烷对氨/胺的烷基化,醛的还原胺化,以及腈的还原等。但这些方法的原料均需多步合成、操作步骤复杂、污染环境,且反应条件苛刻,所需温度及压力较大。
这个反应的原子利用率高达100%,充分利用了工业上产生的有毒废气一氧化碳,减少了反应过程中固废对环境的危害,符合绿色化学的理念和可持续发展的要求。
古人有古人忧国忧民的思想情怀,今人亦有今人为实现国家繁荣富强而奉献自己青春和力量的理想抱负。
总之,聚合物催化剂中多级孔道的空间限域和双齿膦配体的配位作用协同促进了氢胺甲基化反应区域选择性的提升。
现代工业上都以氨和二氧化碳为原料生产尿素。世界上第一座这样的工厂是由德国的法本公司于1922年在Oppau建成投产的,采用的是热混合气压缩循环。
近期,中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室均多相融合催化课题组设计了一种新型的聚合物催化剂。
“有机化学”这一名词于1806年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名。19世纪初,许多化学家相信,在生物体内由于存在所谓的“生命力”才能产生的有机化合物是不能由无机化合物合成的。
二是聚合物催化剂中的双齿膦配体DPMphos能够和活性金属铑形成有益配位构型,这也促进了区域选择性的提升。
有机胺一般是指有机类物质与氨发生化学反应生成的有机胺化合物,共分为脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、脂环胺类、芳香胺类、萘系胺类以及其它胺类七大类。根据有机胺的氮上取代基数量的不同还可分为伯胺、仲胺和叔胺。
提到有机胺的合成,不得不提的是尿素的合成,为什么呢?
该聚合物催化剂虽然具有诸多优点,但仍处于实验室研究阶段,距离工业应用还非常遥远,且催化剂本身也存在一些不足,比如,催化剂制备成本高等。
为什么该聚合物催化剂具有优异的区域选择性呢?
因此,无论在科学还是工业生产层面,都需要化学家们去开发创造更加高效简洁、绿色经济和符合可持续发展原则的有机胺合成路线。
随着化学工业的发展,国内对有机胺的需求急剧增加。目前,全球有机胺的生产能力已超过100万吨,而有机胺类化合物的生产主要集中在发达国家,国内有机胺的研究市场潜力巨大。
1824年,德国化学家弗里德里希·韦勒用氰经水解制得草酸,1828年他无意间用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。于是,1828年,韦勒发表了《论尿素的人工制成》论文,这标志着有机化学的开端。
除了最简单的有机胺—尿素,其他种类有机胺的工业规模化合成也取得了一定发展。
一是聚合物催化剂内拥有多级孔道结构(不同尺寸的介孔通道),能将活性金属铑包埋在孔道内部,有利于通过孔道的空间限域来提升产物直链胺、降低产物支链胺的生成速率,从而提高反应的区域选择性。
最简单且最为人们所熟知的有机胺是尿素。它又被称为碳酰胺(carbamide),其化学式是CH4N2O,是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物,是一种白色晶体。
什么是有机胺?
在烯烃的氢胺甲基化中,离不开催化剂的催化作用,催化剂是几乎所有有机反应顺利进行的关键核心。
“烯烃的氢胺甲基化”就是这样一类典型的串联羰基化反应,它能够以“一锅”的方式将烯烃、合成气(一氧化碳和氢气)和原料胺直接转化为更加复杂的产物胺。
因此,很多化学家专注于开发一系列经济高效、简洁绿色的合成方法用于制备有机胺类化合物,创造在人们未来社会生产中可能需要的新型有机胺结构,并进一步实现有机胺类化合物的工业规模化合成和进一步衍生应用。