乙醇的高选择性转化具有非常大的挑战，尤其对于生成分子量较高的产物而言。有鉴于此，南开大学杜亚平、张洪波等报道了通过动力学、热力学、原位谱学表征等结合，研究了Ce(OH)SO₄·xH₂O层状催化剂驱动乙醇选择性转化为甲基苯酚的催化性能和机理。该反应过程中在3.0 kPa C₂H₅OH/15 kPa H₂、Ar气作为平衡气的1 atm气氛中于693 K温度中进行催化，实现了80 %的甲基苯酚选择性。

本文要点：

（1）

反应机理研究结果显示，该反应中的重要中间体物种为乙醛、丙酮、4-庚酮、2-戊酮。催化反应动力学结合同位素标记实验结果显示，该反应中Langmuir-Hinshelwood形式进行的烯醇化物对界面吸附C₂H₄O的亲核进攻是C-C偶联反应的动力学步骤。当反应中乙醇/H₂O的分压降低、乙醛/H₂的分压增加能够促进反应生成甲基苯酚，降低脱水副反应产物。这是因为H₂能够还原晶格氧，促进反应进行，水、乙醇在反应中和乙醛分子在活性位点上导致竞争性关系。

（2）

通过原位XRD、准原位XPS、Raman等表征手段，验证了Ce(OH)SO₄的晶体结构在催化反应过程中得以保持，催化剂的C-C键偶联活性位点为Ce³⁺-OH Lewis酸碱对。随后，作者通过动力学实验验证了催化活性位点结构。

（3）

本文催化剂体系能够扩展至其他相关C-C键偶联反应催化体系中，展示了镧系催化剂在含氧有机分子的转化中重要应用前景。

参考文献

Jinqiu Guo, Zongjing Feng, Jun Xu, Jie Zhu, Guanghui Zhang, Yaping Du*, Hongbo Zhang*, and Chunhua Yan, Facile Preparation of Methyl Phenols from Ethanol over Lamellar Ce(OH)SO₄·xH₂O, ACS Catal. 2021, 11, 6162–6174

DOI: 10.1021/acscatal.1c01096

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01096