通过光热接力催化实现基于生物的呋喃类化合物的智能“两栖”催化剂介导的氧化增值利用

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Smart “Amphibious” Catalyst-Mediated Oxidative Valorization of Biobased Furans by Photothermal Relay Catalysis

光热接力催化技术实现生物质转化为马来酸酐的高效选择性合成，V-TCPP MOF催化剂在可见光下将FAC/FAL转化为5-HFO，热处理时实现高转化率和选择性，氧分子活化是关键机制。

　　

将生物质资源通过催化转化合成有价值的大宗化学品对于应对能源危机以及实现绿色、可持续的化学生产具有重要意义。在本研究中，利用金属有机框架（MOF）作为异相催化剂，通过串联光热接力催化技术实现了从生物质高效、选择性地生产马来酸酐（MAN）。首先，在可见光的作用下，将基于生物的糠酸（FAC）和糠醇（FAL）转化为5-羟基-2(5H)-呋喃酮（5-HFO）；随后，在相同催化剂的作用下，5-HFO在热条件下进一步被选择性转化为MAN。在自然光照射下，使用含有金属V和介孔四（4-羧基苯基）卟啉的V-TCPP催化剂时，5-HFO的转化率达到99.0%，选择性为95.3%；而在V-TCPP催化剂的热促进下，5-HFO的转化率达到99.0%，MAN的产率为90.6%。进一步的研究表明，V-TCPP催化剂对分子氧的显著活化性能是该反应成功的关键。