Ptn團簇催化肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)的研究.pdf

1、肉桂醛是一種典型的芳香族α，β-不飽和醛，其選擇性加氫反應(yīng)在精細化工和制藥工業(yè)中是一類重要的反應(yīng)。肉桂醛分子中同時含有C=O、C=C鍵，其催化加氫反應(yīng)可得到三種不同的產(chǎn)物，分別是3-苯基丙醛、肉桂醇和3-苯基丙烯醇，繼續(xù)加氫則生成3-苯基丙醇。其中，肉桂醇用途廣泛，不僅是常用的定香劑和修飾劑，用于各種香精、香水和化妝品中，而且也是一種十分重要的醫(yī)藥原料，常用于心腦血管疾病和某些腫瘤的治療。但熱力學(xué)上C=C鍵比C=O鍵容易加氫，使得生成肉

2、桂醇的選擇性較差，同時肉桂醛分子中C=O、C=C鍵與苯環(huán)共軛，要控制C=O鍵加氫的選擇性就更加困難。因此，肉桂醛的選擇性加氫反應(yīng)受到越來越多的關(guān)注。
　　近年來，實驗研究中往往通過選擇合適的催化劑、載體、助劑以及反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等方式來提高催化肉桂醛加氫反應(yīng)的選擇性。目前，金屬催化劑在石油、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，Ru、Pd、Pt等金屬常用于催化加氫反應(yīng)中，但是不同金屬對催化加氫反應(yīng)的活性和選擇性卻有很大差異。此外，金屬

3、催化劑的粒徑大小、形狀和摻雜元素種類對催化加氫反應(yīng)的活性和選擇性也有一定影響。已有文獻表明，金屬團簇由于其特殊的結(jié)構(gòu)，在光、電、磁、力等方面表現(xiàn)出獨特的性質(zhì)，金屬團簇成為了熱門研究的催化劑。
　　本文以Ptn(n=6，10，14，18)團簇作為催化劑模型，采用密度泛函理論(DFT)中的B3LYP方法，在6-31+G(d)(Pt采用贗勢基組Lanl2dz)基組水平上，分別探討了Ptn團簇催化肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)的微觀反應(yīng)歷程，以及P

4、tn團簇粒徑大小和金屬Co摻雜Pt6團簇對催化肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)的影響。得出以下結(jié)論:
　　第一，Ptn(n=6，10，14，18)團簇催化肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)可生成3種不同的產(chǎn)物，分別是3-苯基丙醛(P1)、3-苯基丙烯醇(P2)和肉桂醇(P3)，每種產(chǎn)物分別通過兩條不同的反應(yīng)通道而得到。
　　第二，Ptn團簇催化有利于肉桂醛分子中C=O鍵活化加氫。在Pt6、Pt10、Pt14、Pt18團簇催化肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)過程中

5、，生成產(chǎn)物P3、P2和P1的最優(yōu)反應(yīng)通道的活化能高低順序:P1＞P2＞P3。
　　第三，催化劑選擇性的高低與Ptn(n=6，10，14，18)團簇的大小密切相關(guān)，其中Pt14團簇催化肉桂醛選擇加氫生成產(chǎn)物P3的活化能最低，有利于C=O鍵加氫。
　　第四，金屬Co摻雜Pt6團簇后形成Co-Pt5團簇，Co-Pt5催化肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)的路徑與未摻雜時一致，也可分別通過兩條不同的路徑得到產(chǎn)物P1、P2和P3，其中形成產(chǎn)物P3的