北京
原文发表于 《科技导报》2025年第16期科技新闻-卓越亮点
生物质借助“分子筛卡位”实现百分百选择性转化
图片来源：pixabay
糠醛来源于农林废弃物，是典型的生物质“平台分子”。它加氢生成的糠醇可进一步用于药物、香精和聚合物等，但在水相与较高温度下常发生Piancatelli重排（糠醇在酸/水作用下发生的开环-重排过程，会把“呋喃环”变成“环戊酮/环戊醇”等副产物）等副反应，拉低目标产物收率。
中国科学技术大学傅尧等团队报道了一种将铜活性位“封装”进分子筛微孔里的新型催化剂，把副反应最容易发生的“过渡态”卡在孔道之外，使糠醛在水相、低温条件下几乎定量转化为糠醇：在70℃即实现100%转化率与100%选择性，而且在50~150℃的宽温窗里依然稳定表现这一选择性优势。
在催化反应中，真正“过关”的是过渡态——反应物在催化表面短暂形成、体积通常比单个分子更“臃肿”的关键构型。研究团队把铜活性位点精准嵌入MFI型分子筛的10元环交叉孔道中，制得的MFI的中等尺寸微孔像一道“限高门”，能让糠醛与氢形成的正确加氢过渡态顺利通行，却挤压了需要水分子参与、体量更大的Piancatelli重排过渡态，从空间上不给它发生的机会，有效抑制了糠醇的水解副反应。
这一“过渡态形选”策略也有望推广到其他涉及2分子以上耦合的选择性反应（如某些级联反应或C-C偶联），为多相催化选择性转化提供了通用策略。
（来源于中国科技期刊卓越行动 计划入选期刊《催化学报》， 2025，74（71-81））
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