近日,北京林业大学材料学院生物质催化转化团队在Green Chemistry期刊上发表题为“Selective hydrodeoxygenation of lignin phenolics to cyclohexanols over low-Ru catalysts”的研究成果。北京林业大学材料学院博士研究生麻如敏为论文第一作者,王水众副教授和宋国勇教授为通讯作者。

该研究设计并构筑了一种低负载量(0.36 wt%)、高分散的RuCN/γ-Al2O3催化剂,将其用于木质素衍生酚类化合物定向制备环己醇研究。研究发现,该催化剂在水相体系中即可实现高活性与高选择性协同。以典型木质素单体4-丙基愈创木酚(4-PrG)为模型化合物,在200 °C、2 MPa H2、2 h条件下即可获得77%的4-丙基环己醇收率,同时有效抑制了脱羟基副反应。该体系的环境因子(E-factor)为28.7,处于精细化学品绿色工艺的合理区间(5–50),体现了其良好的环境友好性与应用潜力。机理研究表明,该催化体系遵循“先脱甲氧基—再加氢”的反应路径,不同于传统“先氢化、再断键”的机制,从而实现了对目标产物的选择性调控。更重要的是,该体系不仅适用于模型化合物,还可直接用于真实木质素生物油的升级转化。以杉木木质素油为原料,经RuCN/γ-Al2O3催化加氢脱氧后,总环己醇及环己烷产率达到23.2 wt%(以生物油计),其中烷基环己醇选择性高达69.5%。

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RuCN/γ-Al2O3催化木质素衍生酚类化合物制备环己醇衍生物示意图