Selective production of arenes via direct lignin upgrading over a niobium-based catalyst.
Selective production of arenes via direct lignin upgrading over a niobium-based catalyst.
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通过铌基催化剂直接木质素升级选择性生产芳烃
DOI：
10.1038/ncomms16104
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发表时间：
2017-07-24
影响因子：
16.6
通讯作者：
Wang Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shao Y;Xia Q;Dong L;Liu X;Han X;Parker SF;Cheng Y;Daemen LL;Ramirez-Cuesta AJ;Yang S;Wang Y
木质素是芳香族化学品的唯一大容量可再生来源。木质素的有效解聚和脱氧同时保留芳族官能团是有吸引力的，但极具挑战性。在这里，我们报告的选择性生产芳烃通过直接加氢脱氧的有机溶剂木质素在多孔Ru/Nb 2 O 5催化剂，使氧含量从木质素的完全去除。桦木木质素转化为单体C7-C9烃的转化率基于其单体含量几乎是定量的，总质量产率为35.5wt%，芳烃选择性为71wt%。非弹性中子散射和密度泛函理论计算证实了Nb_2O_5载体与其它传统的氧化物载体相比具有独特的催化活性，并且在吸附于Nb_2O_5上时，酚类化合物中Caromatic-OH键的离解能显著降低，从而导致其对芳烃的独特选择性。这种一锅法提供了一种具有普遍适用性的改善木质素价值的有前途的方法。木质素是廉价且丰富的，并且潜在地是芳香族化合物的主要来源。在这里，作者展示了通过Ru/Nb 2 O 5对木质素进行加氢脱氧来选择性生产芳烃，并从机械上展示了Nb 2 O 5载体对酚键解离能的强烈影响。
Lignin is the only large-volume renewable source of aromatic chemicals. Efficient depolymerization and deoxygenation of lignin while retaining the aromatic functionality are attractive but extremely challenging. Here we report the selective production of arenes via direct hydrodeoxygenation of organosolv lignin over a porous Ru/Nb2O5 catalyst that enabled the complete removal of the oxygen content from lignin. The conversion of birch lignin to monomer C7–C9 hydrocarbons is nearly quantitative based on its monomer content, with a total mass yield of 35.5 wt% and an exceptional arene selectivity of 71 wt%. Inelastic neutron scattering and DFT calculations confirm that the Nb2O5 support is catalytically unique compared with other traditional oxide supports, and the disassociation energy of Caromatic–OH bonds in phenolics is significantly reduced upon adsorption on Nb2O5, resulting in its distinct selectivity to arenes. This one-pot process provides a promising approach for improved lignin valorization with general applicability. Lignin is cheap and abundant, and potentially a major source of aromatic compounds. Here the authors show selective production of arenes via hydrodeoxygenation of lignin over Ru/Nb2O5, and mechanistically show the strong influence of the Nb2O5 support on phenolic bond dissociation energies.
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DOI：
10.1002/anie.201510351
发表时间：
2016-07-11
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Rinaldi R;Jastrzebski R;Clough MT;Ralph J;Kennema M;Bruijnincx PC;Weckhuysen BM
通讯作者：
Weckhuysen BM
Pd/Nb2O5/SiO2 催化剂在温和条件下生物质相关化合物直接加氢脱氧为液态烷烃
影响因子：
8.4
作者：
Shao, Yi;Xia, Qineng;Wang, Yanqin
通讯作者：
Wang, Yanqin
影响因子：
15
作者：
Harris, EE;D'Ianni, J;Adkins, H
通讯作者：
Adkins, H
铁催化剂对惰性芳基 C-O 键的选择性还原断裂
影响因子：
16.6
作者：
Ren, Yunlai;Yan, Mengjie;Yao, Kaisheng
通讯作者：
Yao, Kaisheng
影响因子：
15
作者：
Molinari, Valerio;Giordano, Cristina;Esposito, Davide
通讯作者：
Esposito, Davide