当水分子存在时，H-BEA分子筛孔内形成的氢离子显著影响分子筛周围的环境以及有机分子的反应活性。正电荷氢离子能够与分子筛的负电荷骨架之间耦合，产生了离子环境，导致对环己醇产生非理想条件下的强烈溶剂化行为。这种作用导致环己醇分子具有显著提高的化学势，而且能够稳定电荷状态的脱水环己醇过渡态，这种作用导致反应的能垒降低。但是，氢离子增强反应速率的作用非常有限。
有鉴于此，美国太平洋西北国家实验室/慕尼黑工业大学Johannes A. Lercher教授使用非优化浓度的低浓度反应物进行实验，发现氢离子和环己醇之间的位置发生重排，从而能够进一步提高反应速率，导致氢离子的本征反应达到最大值。
本文要点
作者通过对H-BEA分子筛的初态和过渡态产生的额外化学势进行定量表征，并且同时对HMFI分子筛的情况进行研究，从而提出了Brønsted分子筛氢离子催化脱水反应的普适性规律，并且能够预测Brønsted分子筛的氢离子催化脱水反应速率。
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这项研究说明调控微孔的环境能够显著提高反应速率。这项研究有助于通过化学势概念理解反应速率。
参考文献
Sungmin Kim, Feng Chen, Donald M. Camaioni, Miroslaw A. Derewinski, Oliver Y. Gutiérrez, Yue Liu, and Johannes A. Lercher*, Confined Ionic Environments Tailoring the Reactivity of Molecules in the Micropores of BEA-Type Zeolite, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c03405
