O₂对烯烃的选择性氧化在化学工业具有重要意义，因为烯烃氧化能够合成羰基化合物。传统的均相Wacker氧化反应使用PdCl₂-CuCl₂-H₂O的复杂催化体系用于合成醛，这个均相Wacker反应面临多种缺点。如何开发替代性的异相催化体系受到人们的广泛关注。

有鉴于此，南开大学李兰冬研究员等报道新颖的Pd@FAU异相催化剂，这种催化剂含有Pd单原子，在轻质烯烃的Wacker氧化反应中表现了优异的性能。

本文要点

（1）

轻质烯烃的Wacker氧化反应能够稳定的以2.3-3.5 mol/mol_Pd/min的速率转化丙烯，产物的丙酮选择性达到75-89 %。这个性能超过了目前最好的均相Wacker氧化。

（2）

通过原位表征发现Pd@FAU催化剂具有 Pd²⁺-Pd⁰-Pd²⁺氧化还原，理论计算说明具有独特的Wacker氧化反应机理，这种Wacker氧化反应过程没有亲核试剂参与。

这项研究实现了全新机理的异相催化Wacker氧化反应。这项研究有助于发展更加符合可持续发展需求的Wacker氧化反应，深化了人们对Pd的氧化还原催化性质的认识。

参考文献

Weijie Li, Xin Deng, Yujie Ma, Bin Qin, Jian Dang, Guangjun Wu, Sihai Yang, and Landong Li*, Zeolite-Encaged Isolated Palladium Redox Centers toward Sustainable Wacker-Type Oxidations, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c08813

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08813

作者介绍

李兰冬，河北秦皇岛人，南开大学研究员，国家杰出青年科学基金获得者。1997-2006年在南开大学化学系学习，先后获学士、博士学位；2006-2009年在中国科学院生态环境研究中心任助理研究员；2009-2014年在南开大学任副教授。自2015年起任南开大学研究员、博士生导师，现任先进能源材料化学教育部重点实验室副主任。中国化学会分子筛专业委员会委员，《催化学报》、《Scientific Reports》、《燃料化学学报》等期刊编委。李兰冬研究员主要从事分子筛材料及其在化石资源/能源催化转化过程中的应用研究，通过先进谱学技术实现分子水平上对吸附催化材料与催化反应过程的精确表征，以之揭示吸附催化本质并指导材料与反应路线的理性设计。已成功开发甲醇制烃，乙醇制丁二烯等反应关键分子筛催化材料，首次提出基于化学选择性的炔烃/烯烃吸附分离新策略。