催化合成精选

催化合成是化学工业的基石，也是中间体工艺研发的核心技术领域。近年来，催化合成正经历从单一催化体系向多策略融合、从经验优化向机理驱动的深刻转型。催化新技术科研涵盖均相催化新突破、多相催化体系创新、多策略耦合与机理等。近年来，介离子卡宾（MICs）作为一类新型有机催化剂受到广泛关注。与经典的氮杂环卡宾（NHCs）相比，MICs具备独特的电子结构和多样的反应模式，展现出替代传统过渡金属催化剂的巨大潜力。钯催化在含氧杂环的构建中具有经典地位。近二十年来，Pd(II)催化的烯烃分子内氧杂环化反应持续发展，已成为合成天然产物关键中间体的重要工具。光催化技术的进步使得传统上难以利用的高活性中间体变得"驯服"。牛津大学Willis团队近日在《Nature Catalysis》报道，通过引入磺酰胺氟单元，成功实现了亚胺三线态激发态中间体的可控生成与利用。多相催化因其易分离、可循环、适合连续生产的特点，在工业催化中占据主导地位。近期研究聚焦于活性中心精准构筑和反应机理深入理解。《工业催化》期刊近期综述系统总结了Au/TS-1催化剂在丙烯气相环氧化中的研究进展。研究表明，金粒径约2 nm时催化效应最优，Au与Ti双位点的协同催化是反应发生的关键。金属氧化物催化剂在含氧/烃类原料的活化转化中扮演重要角色。《Catalysis Reviews》最新综述更新了金属氧化物催化中单分子和双分子反应的机理认识，重点强调了Lewis酸-碱化学、Bronsted酸-碱化学和氧空位氧化还原化学三类反应机制。介离子卡宾有机催化、非贵金属催化剂的持续突破，正在降低对贵金属的依赖，提升催化过程的可持续性。级联催化、光-热协同、电-热协同等多模式耦合策略，正在拓展催化转化的边界，实现单一体系难以达成的复杂转化。原位/操作表征技术与理论计算的深度融合，使得催化反应机理的认识从"黑箱"走向"白箱"，为催化剂理性设计提供了坚实基础。未来催化合成的核心竞争力，将属于那些能够将机理认识的深度、催化剂设计的精度与工艺放大的可行性有机整合的研究与开发体系。
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催化合成精选

脂肪酶催化合成鱼油乙酯的高效环保工艺

鱼油乙酯的生物活性与市场需求鱼油中富含的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)是人体必需的Ω-3系列不饱和脂肪酸,具有重要的生理功能.EPA乙酯可以预防冠心病,降血压,消除疲劳,对动脉硬化和脑血栓的预防效果显著.DHA乙酯则对婴儿的智力发育和大脑机能改善具有积极作用,能够有效提高记忆力.目前,天然鱼油中的EPA和DHA含量较低(20%~30%),限制了其在医疗和保健领域的应用.因此,研究...
Catalysis Reviews: Science & Engineering, 2025, 67(4): 1060-1125.

绿色工艺下低共熔溶剂催化合成己内酰胺的技术突破

传统己内酰胺制备工艺的瓶颈己内酰胺作为尼龙6单体的核心原料,其工业化生产长期依赖以浓硫酸为催化剂的Beckmann重排路线.该工艺存在设备腐蚀严重,副产硫酸铵废料量大,能耗高等固有缺陷.典型生产流程需先使环己酮与盐酸羟胺在碱性条件下缩合生成环己酮肟,再经发烟硫酸催化重排,整个过程产生大量含盐废水,每吨产品消耗2.5吨硫酸铵副产物.
Catalysts, 2025, 15(9), 845.

催化2,5-二氰基呋喃加氢开环合成1,6-己二胺的技术与应用

催化2,5-二氰基呋喃加氢开环的技术背景随着传统化石资源的逐渐枯竭,利用可再生的生物质资源制备高附加值化学品的研究成为全球热点.2,5-二甲酰基呋喃是从生物质中提取的重要中间体,广泛应用于精细化学品和呋喃基聚合物的合成.通过催化选择氧化5-羟甲基糠醛,可以制备2,5-二甲酰基呋喃,并进一步以2,5-呋喃二甲醛肟为中间体,合成2,5-二氰基呋喃.2,5-二氰基呋喃作为一种重要的同双功能分子,被广泛应...
Catalysts, 2026, 16(5), 404.

催化羟基醛选择氨氧化制备羟基腈的技术实现与工业应用

羟基醛氨氧化反应的技术突破在精细化工领域,含氧多官能团化合物的定向转化始终是技术难点.以对羟甲基苯甲醛,5-羟甲基糠醛等为代表的羟基醛类化合物,通过选择性氨氧化制备羟基腈的工艺,为医药中间体,农药合成开辟了新路径.实验表明,采用酸修饰的金属氧化物催化剂体系,在0.1-5MPa氨气压力和30-120℃反应条件下,可实现醛基特异性转化而保留羟基官能团.
工业催化, 2025, 33(7).

苯乙烯-苯乙烯磺酸共聚物微球催化合成N-(乙氧基亚甲基)苯胺的方法

背景技术N-(乙氧基亚甲基)苯胺及其衍生物是一类重要的有机化工原料,广泛应用于医药,农药,染料等领域.目前,其合成主要采用苯胺与原甲酸三乙酯反应完成.该反应分为两步:第一步生成N,N’-二苯甲脒,第二步生成目标产物N-(乙氧基亚甲基)苯胺.其中,第二步反应完全依赖酸催化.传统的液体酸催化剂(如H2SO4,HCl)虽然广泛应用于该反应,但存在选择性低,副产物多,分离困难以及腐蚀性问题.固体酸催化剂(...
University of Oxford. Nature Catalysis, 2025.

催化合成生物柴油的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15的制备与应用

背景与技术需求生物柴油作为一种绿色,可再生的替代能源,对缓解能源短缺和环境污染问题具有重要意义.传统的生物柴油生产工艺主要采用均相酸,碱催化剂,如H2SO4或KOH,但这些催化剂存在设备腐蚀,废水排放等问题,且易形成皂化与乳化现象.相比之下,非均相固体碱催化剂具有反应条件温和,催化效率高,可重复使用等优点,但大部分固体碱催化剂的耐水性差,限制了其实际应用.因此,开发一种耐水性好,催化效率高且易回收...
Catalysis Reviews: Science & Engineering, 2025, 67(4): 1060-1125.

催化合成电石的技术创新与应用前景

电石生产的技术背景与挑战碳化钙(CaC2),俗称电石,是煤化工领域的重要中间产物,广泛应用于乙炔生产,化工合成等领域.目前,中国的电石年产量高达约4500万吨,主要通过氧化钙(CaO)和焦炭(C)在2000~2200℃高温下进行固相反应制取,这一工艺被称为电热法.尽管电热法已经工业化应用了100多年,但其高能耗,高污染和低效率的问题依然突出.由于固相反应中碳与氧化钙的接触面积有限,导致传质和传热速...
Catalysts, 2025, 15(9), 845.

高效催化合成气制备BTX的先进技术

BTX芳烃的重要性和当前挑战苯,甲苯,二甲苯(BTX)是化工行业的关键基础原料,广泛用于生产涤纶,聚氨酯等合成材料.此外,它们还作为汽油调和组分以及杀虫剂,除草剂,医药和染料的生产原料.尽管我国芳烃生产能力近年有所提升,但仍无法完全满足国民经济需求,尤其是下游精对苯二甲酸(PTA)和锦纶纺丝行业的快速发展,导致国内芳烃供应存在较大缺口.目前,全球超过70%的BTX生产依赖于石油资源,主要通过石脑油...
Catalysts, 2026, 16(5), 404.

催化二氧化碳加氢制乙醇的高效催化剂及其应用

CO2加氢制乙醇的技术背景二氧化碳(CO2)作为一种来源丰富,无毒且可循环的碳资源,其化学催化转化对环境,资源和经济问题具有重要意义.然而,CO2分子的热力学稳定性和动力学惰性导致其活化困难,转化过程需要输入大量能量.氢气作为一种高能量分子,常被用于CO2转化制高附加值化学品.将CO2转化为醇类比生成碳氢化合物具有更好的原子经济性.相对于甲醇,乙醇具有更高的能量密度,广泛用作清洁燃料和化工原料.尽...
工业催化, 2025, 33(7).

无卤素离子对催化剂催化合成5-羟甲基恶唑烷酮的方法

背景与合成路线含氮,氧元素的五元杂环化合物2-恶唑烷酮是医药化学和有机合成中的重要结构单元,其衍生物如托洛沙酮,利伐沙班等已广泛应用于临床.5-羟甲基恶唑烷酮作为恶唑烷酮的一种重要衍生物,具有广泛的应用前景,但其合成方法长期以来依赖于金属催化和有机催化,存在金属残留和卤素残留等问题.可提出了一种基于环氧胺和CO2的无卤素离子对催化合成5-羟甲基恶唑烷酮的方法.该方法的合成路线如下:首先,将环氧胺与...
University of Oxford. Nature Catalysis, 2025.