生物质中双醇多醇催化转化为有机化学品理论研究

从生物质中富有的可再生资源转化为高附加值有机品引起人们的高度重视，生物质中双醇及多醇脱水脱氧转化成为有机化学品是其中一个重要的研究领域并激起人们的高度重视。开发新型、高效双醇及多醇催化还原过程已成为当今研究的热点，其中寻找高效催化剂和合适的还原剂是解决问题的关键。目前实验上最新报道的双醇、多醇转化为烯烃的过程均是利用铼的过渡金属有机化合物作为催化剂（如MeReO3）来实现的。目前存在的问题是：对于最新报道的实验结果，因实验上难以检测到反应经历的各中间体，无法揭示反应中真实的分子催化过程。理论研究可以帮助解决这类问题。从理论上揭示用铼催化剂实现双醇及多醇脱水脱氧的分子催化过程尚未见报道。本项目旨在从理论上揭示，用铼的氧化物作为催化剂时双醇及多醇转化为烯烃的分子催化机制，构建出合理的分子催化循环过程，并在此基础上从理论上探索可能的新型催化剂和合适的还原剂。

生物质中双醇多醇脱水脱氧催化转化是可再生资源转化为高附加值有机品的重要研究方向之一。利用金属有机催化完成脱水脱氧以及碳碳键生成已成为重要的研究热点。本课题以理论化学为基础，以量子化学计算为工具，主要从理论上研究了以高价铼(VII)(如MeReO3等)为催化剂，选用合适的还原剂(如氢气，亚硫酸根等)，双醇及环氧化合物转化为烯烃的催化过程。在MeReO3催化转化双醇的研究中，我们提出了全新的反应机制，从本质上诠释了该类反应经历了一个新的重要中间体，解释了有趣的实验现象。该工作发表在Organometallics 2012, 31, 6139−6147。值得一提的是，该篇文章是第一篇关于利用金属有机体系作为催化剂催化生物质中双醇多醇转化为烯烃的理论研究报导，对于双醇多醇的金属有机催化的理论研究起了一个引领作用。自该工作报导后，相继有国内外课题组也进行了类似的理论研究，因而该工作多次被国际有影响的学术期刊引用，如Coordination Chemistry Reviews, Chemcatchem, Chemsuschem, Acs Catalysis, Chemical Communications, Selective Catalysis For Renewable Feedstocks And Chemicals, Chemistry-A European Journal, Organometallics 等，目前已他引21次。另外，研究了其它一些重要的金属有机催化反应的反应机制。本课题工作对于进一步研究多醇的催化转化奠定了基础，具有指导和引领作用。