Unveiling the mechanism for selective cleavage of C-C bonds in sugar reactions on tungsten trioxide–based catalysts
作者:Yue Liu、Wei Zhang、Cong Hao、Shuai Wang、Haichao Liu
DOI:10.1073/pnas.2206399119
日期:2022.8.23
resource-based processes. Tungsten-based catalysts (e.g., WO3) are efficient for selectively cleaving C-C bonds of sugars to C2,3 oxygenate intermediates (e.g., glycolaldehyde) that can serve as platform molecules with high viability and versatility in the synthesis of various chemicals. Such C-C bond cleavage follows a mechanism distinct from the classical retro-aldol condensation. Kinetic, isotope 13C-labeling
将天然存在的糖(地球上最丰富的生物质资源)转化为燃料和化学品,为当前基于化石资源的工艺提供了可持续且碳中性的替代方案。钨基催化剂(例如WO3)可有效选择性地将糖的CC键裂解为C2,3含氧化合物中间体(例如乙醇醛),该中间体可作为平台分子,在各种化学品的合成中具有高活力和多功能性。这种CC键断裂遵循与经典逆醛醇缩合不同的机制。动力学、同位素 13C 标记、光谱研究和理论计算表明,该反应通过作为 WO3 关键中间体的表面三齿复合物进行,该复合物是通过螯合糖的 α- 和 β- 羟基与羰基形成的,两个相邻的钨原子 (WOW) 有助于 β-CC 键断裂。这种机制提供了对糖化学的深入了解,并能够合理设计催化位点和反应途径,以实现糖基原料的有效利用。