過去十年里，芳香族底物側(cè)鏈的催化還原反應(yīng)在化學(xué)工業(yè)中占據(jù)重要地位。如喹啉、吲哚、苯并吡喃、苯并呋喃等結(jié)構(gòu)廣泛存在于各種產(chǎn)物中，這些化合物的選擇性氫化因此受到更多關(guān)注。目前，含氮雙環(huán)雜芳族化合物的催化加氫已得到深入研究，然而并有選擇性地氫化含氧的雜芳族化合物的催化劑開發(fā)仍然存在挑戰(zhàn)。其選擇性催化合成就顯得至關(guān)重要。苯并呋喃選擇性加氫生成二氫苯并呋喃衍生物的反應(yīng)，通常需要使用具有對(duì)呋喃環(huán)加氫能力而又不影響六元芳環(huán)的特定催化劑。

與此同時(shí)，離子液體(ILs)具有可忽略的蒸氣壓、寬的電化學(xué)窗口、熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，將ILs作為路易斯酸用于催化反應(yīng)中表現(xiàn)出良好性質(zhì)。因此，研究人員推測(cè)，如果能夠?qū)⑨懘呋瘎┡cILs相結(jié)合，便能綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)完成催化�；�于上述背景，亞琛工業(yè)大學(xué)的Walter Leitner等人通過將IL與釕催化劑結(jié)合，并將其用于催化苯并呋喃的選擇性加氫反應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合催化劑具有良好催化效果。

研究人員先通過核磁共振譜、紅外光譜對(duì)合成的復(fù)合物進(jìn)行了初步表征，通過ICP-AAS 測(cè)得Ru@SILP-LA上的Ru含量為0.02 mmol·g^–1(0.20 wt％)，同時(shí)使用STEM-HAADF對(duì)其外觀形貌進(jìn)行了表征。與此同時(shí)，對(duì)應(yīng)的XPS光譜發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的元素存在，也表明了催化劑的成功合成。

研究人員發(fā)現(xiàn)在8小時(shí)后底物（苯并呋喃1）完全轉(zhuǎn)化，并以高收率（88％）產(chǎn)生二氫苯并呋喃（1a），該二氫苯并呋喃在反應(yīng)過程中基本上保留了下來，化合物1b和1c為副產(chǎn)物。與此同時(shí)，底物的完全氫化產(chǎn)物(1b)的產(chǎn)生量即使在延長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間的條件下也保持在5％以下，這表明，通過路易斯酸修飾可以芳香族基團(tuán)的氫化。之后研究人員對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了篩選，將反應(yīng)條件固定在175 °C，10 bar H₂和底物流量為0.5 mL·min^–1。

研究人員采用不同的苯并呋喃衍生物作為底物進(jìn)行催化加氫測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該催化劑對(duì)不同的底物的催化加氫都表現(xiàn)出較高的產(chǎn)率與選擇性，這也表明了該催化劑的通用性。與此同時(shí)，研究人員對(duì)催化劑進(jìn)行循環(huán)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在交替通入兩小時(shí)不同的底物共12小時(shí)的情況下，該催化劑的活性、選擇性都沒有明顯變化，這也表明了該催化劑的穩(wěn)定性。

綜上所述，研究人員通過將IL與釕催化劑結(jié)合，將其用于催化苯并呋喃及其衍生物選擇性加氫。研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合催化劑具有良好的催化效果，并且在循環(huán)使用中催化活性變化不大，有望用于將來工業(yè)中苯并呋喃選擇性加氫。

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b05124

原文作者：

Sami El Sayed, Alexis Bordet, Claudia Weidenthaler, Walid Hetaba, Kylie L. Luska, Walter Leitner

DOI:10.1021/acscatal.9b05124

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