中科院武漢數(shù)學(xué)與物理研究所鄭安民（Anmin Zheng）、克拉科夫雅蓋隆大學(xué)（Jagiellonian University in Krakow）Kinga Góra-Marek等通過從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬、固體NMR光譜、DRIFT二維相關(guān)性分析，提出了在Mordenite分子篩的12元環(huán)中通過酰基離子（CH3-C≡O(shè)+）生成乙酸甲酯（MA， methyl acetate）的路徑，其中包括反應(yīng)/擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)步驟，并且這種反應(yīng)路徑在熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)上都比傳統(tǒng)想法認(rèn)為在8MR通道中的反應(yīng)都更有優(yōu)勢(shì)。

本文要點(diǎn)：

1）從完整的催化反應(yīng)過程來看，將反應(yīng)分為兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，在8MR區(qū)域進(jìn)行C-C偶聯(lián)，在12MR區(qū)域生成MA，這種方式能夠避免高活性乙酰基或乙烯酮物種的累積，進(jìn)一步能過夠免于積碳。這種不同通道之間的協(xié)同催化作用可能是MOR分子篩具有非常高的羰基化反應(yīng)的原因，這種反應(yīng)方式可能用于設(shè)計(jì)其他反應(yīng)過程。

2）通過AIMD模擬方法研究MOR中反應(yīng)生成MA的機(jī)理，以乙酰基、酰基離子作為中間體對(duì)生成MA的整體自由能過程，并且從反應(yīng)/擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)角度說明以往通常被忽略的反應(yīng)物/產(chǎn)物在8MR和12MR之間重新分布的現(xiàn)象。通過在羰基化反應(yīng)過程中FTIR光譜結(jié)果的動(dòng)態(tài)變化和時(shí)空關(guān)聯(lián)角度，為解釋反應(yīng)的機(jī)理提供幫助。

參考文獻(xiàn)

Chen， W.， Tarach， K.A.， Yi， X. et al. Charge-separation driven mechanism via acylium ion intermediate migration during catalytic carbonylation in mordenite zeolite. Nat Commun 13， 7106 （2022）

DOI： 10.1038/s41467-022-34708-5

https://www.nature.com/articles/s41467-022-34708-5

審核編輯 ：李倩