孙文豪
,
尹静梅
,
高大彬
,
周广运
,
郑学仿
,
贾颖
,
王祥生
催化学报
研究了光照下以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为一氧化碳源的烯烃氢酯化反应.结果表明,在常温常压和光照射条件下DMF可以分解得到CO,新生成的CO在光促进下可以直接与CH3OH-DMF溶液中的底物1-辛烯在温和条件和非贵金属钴化合物(Co(Oac)2,CoCl2,Co(en)3Cl2和大环钴[Co(14)4,11-二烯-N4]I2)催化下进行氢酯化反应,反应中DMF既是溶剂,又是原料.H13CON(CH3)2同位素示踪实验证实了这一结果.在反应体系中通入二氧化碳可以大大提高反应的转化率、产率及选择性.13CO2同位素示踪实验表明,CO2并未参与产物的形成,其作用是中和DMF分解产生的HN(CH3)2,从而有利于DMF的光促分解.
关键词:
N
,
N-二甲基甲酰胺
,
一氧化碳
,
光促进
,
1-辛烯
,
氢酯化
,
同位素示踪
,
二氧化碳
温在恭
,
李虎
,
翁维正
,
夏文生
,
黄传敬
,
万惠霖
催化学报
doi:10.3724/SE.J.1088.2012.20208
采用原位Raman光谱技术,在原料气中的O2未完全耗尽的条件下,对CH4部分氧化制合成气反应的gh/SiO2催化剂床层前部贵金属物种的化学态以及由CH4解离所生成的碳物种进行了表征.在此基础上采用脉冲反应和同位素示踪技术,比较了CH4的部分氧化及其与H2O和CO2的重整等反应对催化剂床层氧化区内CO和H2生成的相对贡献,并将实验结果与Ra-man光谱表征结果进行了关联.结果表明,在600℃下将还原后的4％Rh/SiO2催化剂切入CH4∶O2∶Ar=2∶1∶45原料气,催化剂床层前部未检测到铑氧化物的Raman谱峰,但可清晰检测到源于CH4解离的碳物种；在700℃和接触时间小于1ms的条件下,催化剂床层的氧化区内已有大量CO和H2生成,在相同的实验条件下,CH4与H2O或CO2重整反应对氧化区内合成气生成的贡献则很小；以CH4∶16O2∶H218O∶He=2∶1∶2∶95为原料气的同位素示踪实验结果表明,在原料气中16O2未完全耗尽的情况下,反应产物中C16O的含量占CO生成总量的92.3％,表明CO主要来自CH4的部分氧化反应.上述结果均表明,在O2存在下Rh/SiO2催化剂上CO和H2可以通过CH4直接解离和部分氧化机理生成.
关键词:
铑
,
甲烷部分氧化
,
合成气
,
脉冲反应
,
原位拉曼光谱
,
同位素示踪
陈焕辉
,
李孝慈
,
赵国庆
,
谷红波
,
朱志荣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60896-8
苯乙烯是重要的工业原料,年消耗量约3000万吨。传统工艺中,苯乙烯由乙苯催化脱氢得到。由于传统工艺高能耗,高污染,甲苯与甲醇侧链烷基化合成苯乙烯引起了人们广泛关注,但是目前该路线进入工业化还有很多问题需要解决,甚至催化机理仍不明确。本文对甲苯侧链烷基化机理及提高反应选择性等方面进行了研究。采用离子交换法制备CsX分子筛,在固定床反应器上进行甲苯与氘代甲醇的同位素示踪实验和硝基甲苯的侧链烷基化实验,结合量子计算明确反应机理。采用IGA-002系统测定甲醇在CsX, KX和NaX上的等温吸附线,考察甲醇在分子筛不同笼结构中的吸附情况。将氘代甲苯与甲苯在CsX, KX和活性炭催化下进行氢氘交换实验,检验自由基在不同催化剂上的稳定性。以CO2为载气进行甲苯与甲醇侧链烷基化实验,考察CO2对反应的影响。甲苯与氘代甲醇进行侧链烷基化反应时,大多数氘出现在甲苯上,仅少数氘存在于苯乙烯及乙苯上,表明甲苯氢与甲醇的甲基氘进行了氢氘交换。量子化学计算表明,甲苯与甲醇的氢氘交换沿自由基路径的能垒远小于沿离子路径的。氘代实验和量子计算结果表明,甲苯侧链烷基化过程中存在自由基,但并不能证明侧链烷基化是自由基反应。为了验证甲苯侧链烷基化反应是否为自由基机理,以4-硝基甲苯(NO2-Ph-CH3)代替甲苯与甲醇进行侧链烷基化反应。硝基是强吸电子基团,能稳定苄基负离子,如果甲苯侧链烷基化是离子反应,硝基甲苯侧链烷基化产物收率会升高。另外,硝基又能与活泼自由基生成稳定自由基,若反应为自由基机理,则硝基甲苯不发生侧链烷基化反应。分析结果表明,反应液中不存在侧链烷基化产物,确定了甲苯侧链烷基化反应为自由基机理,而不是离子机理。热力学上甲醇更容易进行生成CO和H2等的副反应,从而减少CH3?与H?碰撞甲醇的几率。甲醇等温吸附线显示甲醇在NaX和KX上的吸附容量相近且远大于CsX上的,表明Cs+阻碍了甲醇进入X分子筛的β-笼。由于甲苯不能进入β-笼, NaX和KX的β-笼内甲醇与甲基自由基接触发生副反应。 CsX催化时Cs+阻碍甲醇进入β-笼而抑制了副反应的发生,提高了甲醇利用率。甲苯与氘代甲苯在CsX, KX和活性炭上进行氢氘交换,反应物用GC-MS分析。结果表明,在CsX上氢氘交换进行得更彻底,在活性炭上几乎没有氢氘交换。 X分子筛活化甲苯为自由基的效果优于活性炭,这可能是推拉效应造成的。当甲苯进入分子筛后, Lewis酸性阳离子与苯环络合并吸引电子,催化剂阴离子骨架与甲苯的甲基作用并供给电子,推电子与吸电子共同作用使甲苯更容易生成苄基自由基,并使其更稳定。 CsX对甲苯的活化作用强于KX,表明CsX的酸碱搭配更有助于甲苯生成自由基。这也是CsX催化甲苯与甲醇侧链烷基化效果优于KX的原因。以CO2替代N2作为载气能显著提高苯乙烯的选择性,这是由于CO2的存在降低了H?和CH3?的浓度,提高了?CH2OH的浓度。?CH2OH与甲苯生成苯乙烯, H?的减少降低了苯乙烯加氢生成乙苯。
关键词:
甲苯
,
侧链烷基化
,
自由基机理
,
X分子筛
,
苯乙烯
,
同位素示踪
蔡振钦
,
徐春明
,
赵锁奇
,
许志明
,
孙学文
,
张民
催化学报
采用同位素示踪技术,系统地研究了K2CO3/CH3I促进的CO2插入甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)的反应机理.结果表明,固体碱碳酸钾催化剂直接参与了DMC的合成过程, DMC分子中的羰基由CO2插入甲醇后形成,两个甲基分别来源于甲醇和碘甲烷.本文将以往文献中提出的DMC生成机理和二甲醚生成机理结合起来,并对其进行适当补充后,可以很好地解释实验结果.
关键词:
碳酸二甲酯
,
合成
,
碳酸钾
,
碘甲烷
,
同位素示踪
,
反应机理
林树海
,
蔡宗苇
色谱
doi:10.3724/SP.J.1123.2014.11011
肿瘤代谢在最近几年重新获得重视,讨论肿瘤代谢我们无法避开瓦伯格效应,尽管瓦伯格效应在20世纪20年代就提出来了.瓦伯格效应也称需氧糖酵解,是指在有氧的条件下癌细胞过量摄取葡萄糖,产生更多的乳酸.此外,癌细胞也可摄取其他物质,如谷氨酰胺、丝氨酸和甘氨酸等作为能量需求与营养来源.为了描述癌细胞中改变了的代谢通路,同位素标记示踪技术提供了一种新的全局观点,让我们更好地理解在癌基因或抑癌基因调控下的代谢切换.色谱与质谱联用是一种重要的分析工具,可定量检测带有同位素标记的代谢物,从而剖析肿瘤细胞中的生物化学反应.在本文中,我们总结了基于质谱的肿瘤代谢分析的研究概况并提出未来的研究方向.重点讨论碳-13标记与氘代标记的示踪技术分析中间代谢产物,包括还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH).目前生物化学教科书中认为NADPH主要来源于磷酸戊糖途径.然而,氘代示踪技术分析表明,包括一碳代谢在内的其他代谢通路对产生NADPH也很重要.以上内容都在本文中进行了讨论.
关键词:
代谢流分析
,
同位素示踪
,
细胞代谢
,
质谱
,
综述
