化学反应中羰基化反应的研究进展
金属羰基化合物参与催化反应的研究进展
金属羰基化合物参与催化反应的研究进展
林庭志;徐欣阳;沈旭涛;张东钊;徐云东;胡蔚然
【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】在有机化学中,同时具备亲电中心和亲核中心的化合物一直是科研工作者的重点研究对象,而金属羰基化合物M-homoenolate(M为金属)在这类化合物中最具代表性,它可以作为一种碳亲核试剂与亲电试剂发生作用,实现羰基β位的碳碳键/碳杂键的偶联反应。
由于羰基官能团广泛存在于醛类、酮类、酯类、酸酐类等化合物中,因此,对M-homoenolate的探索极具科学研究价值与市场应用价值;同时,它更是一类广泛应用于药物化学和天然分子合成中的中间体。
【总页数】12页(P119-130)
【作者】林庭志;徐欣阳;沈旭涛;张东钊;徐云东;胡蔚然
【作者单位】南京工业大学化学与分子工程学院;南京工业大学2011学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ086
【相关文献】
1.异戊烯金属有机化合物与羰基化合物加成的区域选择性研究进展
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3.手性氮氧化合物参与的不对称催化反应研究进展
4.金属有机框架化合物应用于催化反应研究进展
5.一氧化碳参与不饱和烃类化合物羰基化反应的研究进展
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羰基化研究及在化工生产中的应用新进展
路线 。迄 今为 止 ， 最重 要 的羰 基 化学 品是 正 丁 醛 ， 其 次是 增 塑剂 醇用 Ｃ ， ， 醛 和 清 洁剂 醇用 异 丁醛 和
的烃类 化合 物 拓展 到 醇 、 酚、 环 氧化 物 、 硝 基 化合 物 、 胺 类 化合 物 、 有 机 卤化 物 等 。 除合 成醛 、 醇、 酸、
酯外 ， 也可 以用 来 合成 酸 酐 、 酰胺 、 酮、 内酯 醌等 其 它一 系列 含 氧化 合物 。羰 基合 成技 术 已成 为 Ｃ 化 学 化 工 与石 油 化 工 紧 密结 合 的桥 梁 ， 因具 有 “ 原 子 经济 性 ” 反应 的高 选 择性 和 对 环 境 友好 而 备 受 学 术及 工 业 界 的关 注 ［ １ － ２ ， ６ １ 。
产前 景 的反 应 实例进 行 了较 为详 细 的讨 论 ．如 ：环 氧化 合 物 经环 状 碳 酸 酯合 成 乙二 醇并 联 产 Ｄ ＭＣ， 环化 物 氢 酯基化 合 成 ３ 一 羟 基羧 酸 酯 ， 丁烯 氢 甲酰 化合 成 戊 醛 ， 异 丁烯羰 基 化 合 成特 戊 酸 ，
甲醇羰基 化 生产 醋酸 和醋 酐 ， 丁二烯 羰 基化合 成 己二 酸等 。另 外 ， 对 该领 域的 一些 新型催 化 剂的
低 碳 烯 烃 的羰 基 合 成 主 要 以丙 烯 合 成 丁 醛 为 代 表 。Ｕ ｎ ｉ ｏ ｎ Ｃ ａ ｒ ｂ ｉ ｄ ｅ等 开 发 的 以 铑 一 苯 基 膦 （ Ｔ Ｐ Ｐ ） 为催 化剂 的工 艺 ， 具有 低 温 、 低压 、 反应 速率 快 、 副 反应 少 和节 省 投资 等优 点 ， 是 日前应 用最 为
羰基合成与羰基化催化剂的研究进展及工业化应用
羰基合成与羰基化催化剂的研究进展及工业化应用
高晓奇;赵伟;张静;任珂;张玉玲;岳广明
【期刊名称】《煤炭与化工》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】羰基合成反应在催化化学中扮演着重要角色,并通过新合成方法和新物质的多样性创制成为生产多种含氧化合物及高附加值产品的重要途径。
而恰当的催化体系是羰基合成工艺和技术的关键,也是羰基化反应实现工业化的研究重点。
首先从不同的反应底物、不同的羰基来源以及不同的反应类型等方面对羰基合成反应及研究进展进行概述,然后从以金属和非金属为活性中心的角度对羰基化催化剂的应用及研究进展进行阐述,最后列举了几种典型的羰基合成反应及羰基化催化剂在工业上的应用。
【总页数】5页(P135-139)
【作者】高晓奇;赵伟;张静;任珂;张玉玲;岳广明
【作者单位】陕西兴化集团有限责任公司;延长中科(大连)能源科技股份有限公司;河南利源新能科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ23
【相关文献】
1.甲醇氧化羰基化合成DMC催化剂及其失活研究进展
2.氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展
3.甲苯羰基化法合成对甲基苯甲醛用催化剂的研究进展
4.甲
醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯铜系催化剂研究进展5.羰基化合物直接还原胺化合成伯胺催化剂研究进展
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基于一氧化碳参与的羰基化反应研究
基于一氧化碳参与的羰基化反应研究近年来，羰基化反应在各个领域取得了重大进展。
其中，一氧化碳参与的羰基化反应尤为引人关注。
本文通过综述研究进展，从原料和产物的角度，深入探究了一氧化碳参与的羰基化反应在各个领域的研究现状和前景。
一、羰基化反应1.1 羰基化反应的定义羰基化反应是指以羰基官能团及其相关物质为中心形成物质结构的任何反应。
它是新药合成中重要的一类反应，可以催化环化反应、改变活性中心及各种特殊的烷化反应，是许多有机化合物的定向合成之重要环节。
1.2 羰基化反应的历史发展早在20世纪50年代，羰基化反应就已成为化学家们研究的重要课题。
以往的研究多以卤化物及其相关物质为活性物质，大多不考虑一氧化碳的参与。
本文研究Seto等人利用一氧化碳参与的羰基化反应，为一氧化碳参与的羰基化反应的研究树立了先河。
二、一氧化碳参与的羰基化反应2.1 原料一氧化碳参与的羰基化反应的原料主要为氧、氨及铵，也可以根据不同的配体来区分，主要分为磷酸和钴配体系、金属催化剂中过渡金属配合物系缀合物系及生物替代催化剂氨基酸类络合物系，等等。
2.2 产物一氧化碳参与的羰基化反应的产物结构多样，可以根据配体和原料来划分，一般来说分为碳氢双键系、碳碳双键系、芳环类系等。
一氧化碳参与的羰基化反应利用内在合成途径可以精确控制合成位置，获得目的产物，不存在多余化学反应，简化了化学合成的步骤，且可以通过相分离方式反应出膝碳吡啶类多羟基醌类产物。
三、研究现状及前景一氧化碳参与的羰基化反应表现出的巨大的潜力有望彻底改变合成有机合物的模式。
以往的研究已得到显著成果，但是仍存在许多问题有待解决，比如反应活性低下方面不够理想，反应条件复杂等。
因此未来还应该更多地深入研究一氧化碳参与的羰基化反应的相关机理及影响因素，有望发现新的原料、新的催化剂及新的反应条件，彻底改变有机合成的模式，为更加有效高效的合成设计提供新的思路。
有机化学反应中的羰基化反应
有机化学反应中的羰基化反应有机化学是研究有机物的化学性质、合成方法和应用的科学，羰基化反应是有机化学中的一种常见反应类型之一。
羰基化反应可以将碳氧双键上的氧原子和氢原子氧化为羰基和水。
羰基化反应在有机合成中的应用广泛，本文将围绕羰基化反应的机理、反应条件和应用等方面进行详细阐述。
一、羰基化反应的机理羰基化反应通常包括酯化反应、肼化反应、醛缩反应、卡宾加成反应等。
其中，酯化反应是最常见的羰基化反应之一。
酯化反应可由羧酸与醇反应而成，其反应机理如下：首先，羧酸中的一个负离子攻击醇中的氢原子，生成羧酸酯中的中间酯。
而后，中间酯中的氢离子和醇中的氢离子相遇，生成碳氧双键。
最后，反应物中的水分子失去一个氢离子，同时中间酯中的羟基失去羟基离子，生成产物酯和水。
肼化反应是将醛或酮与肼作用得到羟肼盐的反应。
肼化反应有两个步骤。
首先，醛或酮经肼的氢原子依次加成形成肟，然后经酸处理水杨酸钠脱去中间环，得到羟肼盐，并再次出现羟肟中间体。
醛缩反应是一种羰基化反应，发生在醛分子存在时。
醛分子发生亲核加成反应，生成羟基甲酰溶液或羟基甲酰酸盐，然后发生酸催化缩合反应，生成α，β-不饱和羰基化合物。
卡宾加成反应是将卡宾与化合物加成反应得到其产生的羰基化合物。
其反应机制如下所示：首先，金属碱处理卡宾以形成各种金属卡宾。
而后，卡宾进入具有极好亲电性的双元化合物中，并形成新的C-C键和羰基。
二、羰基化反应的反应条件不同类型的羰基化反应有不同的反应条件。
一般而言，羰基化反应需要使用催化剂，并在适当的温度和环境下进行。
酯化反应需要使用强酸性催化剂，例如硫酸、氢氟酸和p-甲基苯磺酸等。
肼化反应需要使用钠羟基和硫脲等催化剂。
醛缩反应需要强酸催化剂，例如德国酸，五氯酸和磷酸三丁酯等。
卡宾加成反应需要较强的还原剂，例如亚铜氨溶液。
此外，反应物的选择也很重要，不同的羰基化反应需要选择不同的反应物。
三、羰基化反应的应用羰基化反应被广泛应用于有机合成中。
烯烃羰基化系列反应研究进展
烯烃羰基化系列反应研究进展近日，南京大学化学化工学院史一安课题组在无CO参与的烯烃羰基化系列反应方面取得重要进展，相关研究成果于2016年10月31日以“An Effective Pd-Catalyzed Regioselective Hydroformylation of Olefins with Formic Acid”为题发表在美国化学会期刊J. Am. Chem. Soc.（2016, DOI:10.1021/jacs.6b10297）。
烯烃羰基化系列反应作为一类重要的基元反应，应用于工业生产以及精细化学品合成中。
但目前该类反应存在以下局限性：反应过程中通常需要使用无色、无味、有毒的CO气体作为羰基源，并且往往需要在高温高压的苛刻条件下进行，对反应设备要求较高，能耗较大，极大的限制了对该反应进一步开发和应用。
史一安课题组自2012年在南京大学建组以来，一直致力于解决羰基化反应中的挑战性问题，在发展条件温和，不使用CO气体作为羰基源的新型羰基化系列反应方面已取得诸多突破性进展。
该课题组以易得的甲酸及其衍生物作为羰基源，实现了温和条件下高选择性的烯烃氢酯化反应（Org. Lett. 2014, 16,186; Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 10341; Org. Lett. 2015, 17, 3544; Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 3047; Org. Lett. 2016, DOI:10.1021/lett.6b02467），烯烃氢羧化反应（Org. Lett.2014, 16, 5960; Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 8416; Org. Biomol.Chem. 2015, 13, 8429; Org. Chem. Front. 2016, 3, 1131; Org. Chem. Front. in press）。
羰基化反应多相催化剂的研究进展
随着石 油化 工和煤 化工 技术 的发展 受到世 界各 国的关 注 和重 视 ， 以及 化 工原 料 多 样 化 和 能源 “ 非
引入羰基 的反应 ， 是制备醛 、 酮等羰基化合物 的重 要方法。例如以 Ｃ 、 ｈ Ｉ 等过渡金属络合物为催 ｏ Ｒ 、ｈ
化剂催 化烯 烃加 Ｃ Ｈ 生成 醛 的氢 甲酰化 反应 ； Ｏ、 ， 以
ｃ 化学学科 的前沿包括原子经济性反应 、 １ 原料路线 选择多元化、 单元过程优化集成 、 新型分离技术及集 成 、 向反应与合成等。 由于 ｃ 资源来源非常广 定 １ 泛 ｆ 从石 油 、 可 煤炭 、 然气 、 业废 气 、 天 工 生物 质 中获
得） ， 并且 由 ｃ 资源出发可以制备出许多大宗的基 达 到 充分 利用 资源 又具 有 环境 友 好 性 的 双重 目的 ， １ 本化工原料和种类繁多、 经济附加值高的精细化学 使得一些传统的催化氧化过程正在被羰基合成技术 品， 因此 Ｃ１ 学 已成 为 当今 化 学 工 业 发 展 的主 要 逐步替代 。羰基合成技术 已在醇 、 酮 、 、 化 醛、 酸 酯等大
反应的高选择性和对环境的友好性 ， 符合绿色化学 发展 趋 势 ， 备受 学术 界及 工业 界青 睐 ， 已发展 成为 现 ｃ 化学化工与石油化工 紧密结合 的桥梁 ， １ 也是 当前 ｃ 资源高值化利用的重要研究方向之一。 ｌ 本 文综述 了羰 基化 反应 中相关 多相催 化 剂 的研
裴 婷
（ 西安石油大学 ，陕西 西安 ７ ０ ６ １０ ５） 摘 要： 综述了 国内外羰基化反应 中多相催化剂 的研 究现状 、技术特点及最新进展 ，指 出了羰基化 反应多相
催化剂的研究方 向。
关键词 ： 羰基化反应 ； 均相催化剂 ； 多相催化剂 ； １ Ｃ 化学
乙炔羰基化反应催化剂研究进展
乙炔羰基化反应催化剂研究进展刘蕊;慕新元;熊绪茂;马占伟;宋承立;胡斌【摘要】乙炔和一氧化碳在催化剂作用下可以与含有活泼氢的分子发生羰基化反应得到不同的羰基化产物,如丙烯酸、丙烯酸酯及其衍生物、丙酸酯以及双羰化产物(丁二酸、顺丁烯二酸及其酸酐等).就乙炔羰基化反应的催化剂研究进展进行了详细的综述,包括羰基金属、镍盐、钯盐及其配合物催化系统.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2015(040)005【总页数】5页(P76-80)【关键词】乙炔;羰基化;催化剂;羰基金属;镍盐;钯盐;丙烯酸;丙烯酸酯;丁二酸【作者】刘蕊;慕新元;熊绪茂;马占伟;宋承立;胡斌【作者单位】中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州 730030;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州 730030;中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州 730030;中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州730030;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州730030;中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州 730030【正文语种】中文【中图分类】O623.61;TQ426乙炔是重要的有机合成原料，曾被称作是“有机合成工业之母”[1-2]。
虽然其发展曾受廉价石油乙烯的冲击而衰落，但是随着石油出现紧缺和价格不断攀升，近些年基于乙炔的有机合成工业又有了较快发展，其中主要是中国。
国外乙炔的大规模生产主要以天然气为原料，而我国虽然数套天然气乙炔装置，但大部分是电石乙炔，这主要是因为我国的资源状况是富煤、缺油、少气，发展电石乙炔可减少对进口原油的依赖。
但是许多电石厂在乙炔生产过程中由于密闭炉中炉气CO的碳排放问题面临着关停的危险。
国家相关标准规定新建及现有的电石生产装置中的炉气必须综合利用，鼓励电石企业集中利用炉气生产化工产品[2]。
乙炔类精细化学品是乙炔化工发展的一个方向，它不仅可使乙炔下游产品大幅度增值，而且可推动现代乙炔化工向纵深发展[3]。
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化学反应中羰基化反应的研究进展化学反应一直是人们研究的焦点之一。
化学反应的应用广泛，
最为重要的是合成化学领域。
羰基化反应（Carbonylation）是化学合成领域中的一种非常重要的反应类型之一。
羰基化反应的应用
非常广泛，例如制备有机酸、酯、醇、醚、胺等有机化合物，以
及合成超高分子量聚合物等。
羰基化反应在工业生产和实验室中
都有广泛的应用。
一、羰基化反应的概念
羰基化反应是指含有羰基（CO）的化合物与另外一些化合物
发生反应，形成一系列新的化合物。
在羰基化反应中，CO参与了
反应，对反应的速率和产物的选择具有重要影响。
二、羰基化反应的机理
羰基化反应的机理比较复杂，不同的反应情况下有不同的机理。
在有机羰基化反应中，催化剂对羰基的活化和底物的加成起着重
要的作用。
羰基化反应主要包括三个步骤，也就是前体，共振，
和基使化反应。
在前体阶段，有机卤素通过被钯催化脱卤反应得到了有机金属
化合物，如羰基铜、羰基镍。
在共振阶段，有机金属化合物通过
与CO形成螺旋状的过渡态以及电荷迁移的环节发生羰基化反应。
在基使化阶段，底物初始上得到了与羰基有关的活性中间体。
三、羰基化反应的应用
羰基化反应的应用非常广泛，例如合成酯、醇、酸、酰胺、酮、醛和叔胺等。
羰基化反应还可以应用在催化剂的制备和甲烷氧化
等反应。
羰基化反应在实验室中经常被用于合成化学研究和生产
精细化学品。
羰基化反应的应用与研究非常广泛。
羰基化反应在有机合成中
有着广泛的应用，是具有巨大发展前途的领域。
由于羰基化反应
的较为复杂，其研究仍有待进一步深化。
未来，人们将继续探索
羰基化反应机理并开发出更加高效、可持续的羰基化反应。