三苯基膦乙酰丙酮羰基铑(I)的催化性能

2025/9/3 10:07:24 作者:电离式

性质

三苯基膦乙酰丙酮羰基铑(I)中铑原子作为催化活性中心,与乙酰丙酮配体(acac)、羰基(CO)和三苯基膦配体(PPh3)配位。乙酰丙酮配体通过两个氧原子与铑原子配位,形成稳定的五元环结构,在一定程度上影响了铑原子的电子密度和空间位阻。羰基配体以C原子与铑原子相连。三苯基膦配体以磷原子与铑原子配位,由于磷原子上孤对电子的存在,影响着铑原子的电子性质。

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三苯基膦乙酰丙酮羰基铑(I)

催化羰基合成反应机理

在反应初始阶段,三苯基膦乙酰丙酮羰基铑(I)会发生配体解离过程。反应体系中存在CO和H2等气体,三苯基膦配体相对容易解离,生成具有配位空位的活性中间体Rh(acac)(CO)2。这个过程是可逆的,配体的解离为底物分子的配位提供了空间,使催化剂处于活化状态。底物分子通过其C=C键与活化后的铑活性中心发生配位,形成一个π-络合物。随后,在铑-羰基键的影响下,发生迁移插入反应,即烯烃的双键插入到铑-羰基之间,形成一个烷基-铑中间体。在这个过程中,铑原子的氧化态从+1变为+3,同时烷基部分连接在铑原子上,羰基则迁移到了烷基的α-位置,这一步是构建碳-碳键的关键步骤,决定了产物的碳链骨架结构。

烷基-铑中间体进一步与一氧化碳发生配位,形成酰基-铑中间体。一氧化碳分子插入到铑-烷基键之间,使得酰基基团连接在铑原子上。接着,体系中的氢气分子与酰基-铑中间体发生反应,经历氧化加成过程,氢原子分别加到铑原子和酰基的碳原子上,形成一个氢化物-酰基-铑中间体。随后,发生还原消除反应,生成戊醛产物,并使铑催化剂恢复到初始的氧化态和配位状态

失活研究

在催化反应过程中,三苯基膦乙酰丙酮羰基铑(I)会发生失活现象。失活原因可能是催化剂的分解,铑-配体键发生断裂,导致催化剂活性中心结构被破坏。在烯烃的均相催化氢化和异构化反应中,会发生衰减反应,生成无活性的二铑物种,使得催化反应速率减慢并最终停止。此外,反应体系中的杂质,如含硫、含氮化合物等,会与铑活性中心发生不可逆的配位作用,占据配位位点,从而导致催化剂失活[1]。

参考文献

[1]YAGUPSKY G,BROWN C K,WILKINSON G.FURTHER STUDIES ON HYDRIDOCARBONYLTRIS(TRIPHENYLPHOSPHINE)RHODIUM(I)-INTERMEDIATE SPECIES IN HYDROFORMYLATION - RHODIUM AND IRIDIUM ANALOGUES[J].JOURNAL OF THE CHEMICAL SOCIETY A -INORGANIC PHYSICAL THEORETICAL,1970,(9):1392.

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