甲醇是能量和化学品领域重要的分子，甲醇的制备能够通过可再生原料出发合成得到，比如通过CO2氢化反应。甲醇的存储、运输比较容易，甲醇以液体形式存在，能够作为燃料电池的能量存储，或者通过甲醇重整制备氢气。 或者，甲醇能够通过催化分解生成氢气和 CO 的合成气混合物，通过这种反应生成 H2 的同时产生 C1 产物，可以进行工业化 C1 化工领域。比如乙酸、乙酸酐、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酮等大宗化学品的生产需要 CO 作为原料。相关研究发现， Ru 或者 Mn 基金属催化剂能够很好的催化甲醇无受体脱氢反应生成 CO 和 H2 。
有鉴于此，马克斯·普朗克化学能转换研究所Walter Leitner等报道发展了Ru2+、Mn+均相催化剂[RuH(CO)(BH4)(HN(C2H4PPh2)2)] (Ru-MACHO-BH)、[Mn(CO)2(Br)[HN(C2H4PiPr2)2]用于催化甲醇进行无受体催化转化生成CO和H2。
本文要点
要点1.在 150 ℃ 温度密闭体系进行催化反应， (Ru-MACHO-BH) 对 CO 和 H 2 的 TON 分别达到 3150 和 9230 ，产生的压力达到 12 bar 。
要点2.通过控制实验研究反应机理（通过转化率 / 反应时间规律、动力学同位素、光谱学表征等表征方法），发现该反应中金属复合物催化剂首先对甲醇进行快速的脱氢生成甲醛或者甲酸甲酯，随后进行反应速率较慢的脱羰基反应。当调控催化剂和反应条件，生成的 CO/H2 比例能够在纯 H2 和 CO/H2=1:2 之间调控。
Akash Kaithal, Basujit Chatterjee, Christophe Werlé, Walter Leitner*, Acceptorless dehydrogenation of methanol to carbon monoxide and hydrogen using molecular catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2021
DOI: 10.1002/anie.202110910
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202110910
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