Au(111)面上肉桂醛的选择性加氢机理

肖雪春 施炜 倪哲明

引用本文: 肖雪春, 施炜, 倪哲明. Au(111)面上肉桂醛的选择性加氢机理[J]. 物理化学学报, 2014, 30(8): 1456-1464. doi: 10.3866/PKU.WHXB201406091 shu
Citation:  XIAO Xue-Chun, SHI Wei, NI Zhe-Ming. Selective Hydrogenation Mechanism of Cinnamaldehyde on Au(111) Surface[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(8): 1456-1464. doi: 10.3866/PKU.WHXB201406091 shu

Au(111)面上肉桂醛的选择性加氢机理

摘要:

采用密度泛函理论并结合周期性平板模型的方法,优化了肉桂醛在Au(111)面上的吸附模型,并详细探讨了肉桂醛在Au(111)面上选择性加氢的反应机理(C=O,C=C以及1,4 共轭加成机理). 计算结果表明,肉桂醛以C=O和C=C协同吸附于Au(111)面上时,吸附构型最稳定. 此时,不同吸附模式的吸附能平均在140.0kJ·mol-1. 通过搜索不同机理下每个基元反应的过渡态,得出肉桂醛在Au(111)面上最可能的选择性加氢产物为苯丙醛,且其按照1,4 共轭加成机理间接得到苯丙醛比C=C直接加氢机理具有更低的活化能. 具体反应过程为:肉桂醛C=O的O优先加H形成烯丙基型中间体,继而该中间体中与苯环相连的C原子继续加H形成烯醇(ENOL),最终烯醇异构成苯丙醛. 其中ENOL的生成过程所需的活化能最高,是反应的控速步骤.

English

    1. [1]

      (1) Li, G. Fine Chemical Intermediates Used Manual; Chemical Industry Press: Beijing, 2009; pp 565-566. [黎钢. 精细化工常用中间体手册. 北京: 化学工业出版社, 2009: 565-566.]

      (1) Li, G. Fine Chemical Intermediates Used Manual; Chemical Industry Press: Beijing, 2009; pp 565-566. [黎钢. 精细化工常用中间体手册. 北京: 化学工业出版社, 2009: 565-566.]

    2. [2]

      (2) Castellans, A. M. C. F.; Hogeweg, J. M.; Van Nispen, S. P. J. M. Process for the Preparation of 3-Phenylpropanal. PCT Int. Appl. 5811588, 1998.(2) Castellans, A. M. C. F.; Hogeweg, J. M.; Van Nispen, S. P. J. M. Process for the Preparation of 3-Phenylpropanal. PCT Int. Appl. 5811588, 1998.

    3. [3]

      (3) Galletti, A. M. R.; Toniolo, L.; Antonetti, C.; Evangelisti, C.; Forte, C. Appl. Catal. A-Gen. 2012, 447, 49.(3) Galletti, A. M. R.; Toniolo, L.; Antonetti, C.; Evangelisti, C.; Forte, C. Appl. Catal. A-Gen. 2012, 447, 49.

    4. [4]

      (4) Bertolini, G. R.; Cabello, C. I.; Munoz, M.; Casella, M.; Gazzoli, D.; Pettiti, I.; Ferraris, G. J. Mol. Catal. A-Chem. 2013, 366, 109. doi: 10.1016/j.molcata.2012.09.013(4) Bertolini, G. R.; Cabello, C. I.; Munoz, M.; Casella, M.; Gazzoli, D.; Pettiti, I.; Ferraris, G. J. Mol. Catal. A-Chem. 2013, 366, 109. doi: 10.1016/j.molcata.2012.09.013

    5. [5]

      (5) Nguyen, T. T.; Serp, P. ChemCatChem 2013, 5, 3595. doi: 10.1002/cctc.201300527(5) Nguyen, T. T.; Serp, P. ChemCatChem 2013, 5, 3595. doi: 10.1002/cctc.201300527

    6. [6]

      (6) Piqueras, C. M.; Gutierrez, V.; Vega, D. A.; Volpe, M. A. Appl. Catal. A-Gen. 2013, 467, 253. doi: 10.1016/j.apcata.2013.07.028(6) Piqueras, C. M.; Gutierrez, V.; Vega, D. A.; Volpe, M. A. Appl. Catal. A-Gen. 2013, 467, 253. doi: 10.1016/j.apcata.2013.07.028

    7. [7]

      (7) Zhang, X.; Guo, Y. C.; Zhang, Z. C.; Gao, J. S.; Xu, C. M. J. Catal. 2012, 292, 213. doi: 10.1016/j.jcat.2012.05.017(7) Zhang, X.; Guo, Y. C.; Zhang, Z. C.; Gao, J. S.; Xu, C. M. J. Catal. 2012, 292, 213. doi: 10.1016/j.jcat.2012.05.017

    8. [8]

      (8) Gu, H. Z.; Xu, X. S.; Chen, A. A.; Ao, P.; Yan, X. H. Catal. Commun. 2013, 41, 65. doi: 10.1016/j.catcom.2013.07.015(8) Gu, H. Z.; Xu, X. S.; Chen, A. A.; Ao, P.; Yan, X. H. Catal. Commun. 2013, 41, 65. doi: 10.1016/j.catcom.2013.07.015

    9. [9]

      (9) Manyar, H. G.; Yang, B.; Daly, H.; Moor, H.; McMonagle, S.; Tao, Y.; Yadav, G. D.; guet, A.; Hu, P.; Hardacre, C. ChemCatChem 2013, 5, 506. doi: 10.1002/cctc.201200447(9) Manyar, H. G.; Yang, B.; Daly, H.; Moor, H.; McMonagle, S.; Tao, Y.; Yadav, G. D.; guet, A.; Hu, P.; Hardacre, C. ChemCatChem 2013, 5, 506. doi: 10.1002/cctc.201200447

    10. [10]

      (10) Ide, M. S.; Hao, B.; Neurock, M.; Davis, R. J. ACS Catal. 2012, 2, 671. doi: 10.1021/cs200567z(10) Ide, M. S.; Hao, B.; Neurock, M.; Davis, R. J. ACS Catal. 2012, 2, 671. doi: 10.1021/cs200567z

    11. [11]

      (11) Delbecq, F.; Sautet, P. J. Catal. 1995, 152, 217. doi: 10.1006/jcat.1995.1077(11) Delbecq, F.; Sautet, P. J. Catal. 1995, 152, 217. doi: 10.1006/jcat.1995.1077

    12. [12]

      (12) Delbecq, F.; Sautet, P. J. Catal. 2002, 211, 398. doi: 10.1016/S0021-9517(02)93744-9(12) Delbecq, F.; Sautet, P. J. Catal. 2002, 211, 398. doi: 10.1016/S0021-9517(02)93744-9

    13. [13]

      (13) Liu, B.W.; Gao, M.; Dang, L.; Zhao, H. T.; Marder, T. B.; Lin, Z. Y. Organometallics 2012, 31, 3410. doi: 10.1021/om3002153(13) Liu, B.W.; Gao, M.; Dang, L.; Zhao, H. T.; Marder, T. B.; Lin, Z. Y. Organometallics 2012, 31, 3410. doi: 10.1021/om3002153

    14. [14]

      (14) Tang, F.W.; Guo,W. M.; Tang, N. N.; Pei, J. Y.; Xu, X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2198. [唐法威, 郭为民, 唐楠楠,裴俊彦, 许旋. 物理化学学报, 2013, 29, 2198.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201307294(14) Tang, F.W.; Guo,W. M.; Tang, N. N.; Pei, J. Y.; Xu, X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2198. [唐法威, 郭为民, 唐楠楠,裴俊彦, 许旋. 物理化学学报, 2013, 29, 2198.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201307294

    15. [15]

      (15) Ni, Z. M.; Xia, M. Y.; Shi,W.; Qian, P. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 1916. [倪哲明, 夏明玉, 施炜, 钱萍萍. 物理化学学报, 2013, 29, 1916.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201307101(15) Ni, Z. M.; Xia, M. Y.; Shi,W.; Qian, P. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 1916. [倪哲明, 夏明玉, 施炜, 钱萍萍. 物理化学学报, 2013, 29, 1916.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201307101

    16. [16]

      (16) Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113 (18), 7756. doi: 10.1063/1.1316015(16) Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113 (18), 7756. doi: 10.1063/1.1316015

    17. [17]

      (17) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671. doi: 10.1103/PhysRevB.46.6671(17) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671. doi: 10.1103/PhysRevB.46.6671

    18. [18]

      (18) Ge, Q.; Jenkins, S. J.; King, D. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 327 (3-4), 125. doi: 10.1016/S0009-2614(00)00850-2(18) Ge, Q.; Jenkins, S. J.; King, D. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 327 (3-4), 125. doi: 10.1016/S0009-2614(00)00850-2

    19. [19]

      (19) Kittel, C. Introduction to Solid State Physics; Chemical Industry Press: Beijing, 2005; p 35; translated by Xiang, J. Z.,Wu, X. H. [Kittel, C. 固体物理导论. 项金钟, 吴兴惠, 译. 北京: 化学工业出版社, 2005: 35.](19) Kittel, C. Introduction to Solid State Physics; Chemical Industry Press: Beijing, 2005; p 35; translated by Xiang, J. Z.,Wu, X. H. [Kittel, C. 固体物理导论. 项金钟, 吴兴惠, 译. 北京: 化学工业出版社, 2005: 35.]

    20. [20]

      (20) Liu, X. M.; Ni, Z. M.; Yao, P.; Xu, Q.; Mao, J. H.;Wang, Q. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1599. [刘晓明, 倪哲明,姚萍, 胥倩, 毛江洪, 王巧巧. 物理化学学报, 2010, 26, 1599.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100625(20) Liu, X. M.; Ni, Z. M.; Yao, P.; Xu, Q.; Mao, J. H.;Wang, Q. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1599. [刘晓明, 倪哲明,姚萍, 胥倩, 毛江洪, 王巧巧. 物理化学学报, 2010, 26, 1599.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100625

    21. [21]

      (21) Delley, B. J. Chem. Phys. 1990, 92 (1), 508. doi: 10.1063/1.458452(21) Delley, B. J. Chem. Phys. 1990, 92 (1), 508. doi: 10.1063/1.458452

    22. [22]

      (22) Wang, J. J.; Lefebvre, I. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 9887. doi: 10.1021/jp4013976(22) Wang, J. J.; Lefebvre, I. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 9887. doi: 10.1021/jp4013976

    23. [23]

      (23) Solis-Calero, C.; Ortega-Castro, J.; Hernandez-Laguna, A.; Munoz, F. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8299. doi: 10.1021/jp401488j(23) Solis-Calero, C.; Ortega-Castro, J.; Hernandez-Laguna, A.; Munoz, F. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8299. doi: 10.1021/jp401488j

    24. [24]

      (24) Luo, Q. Q.;Wang, T.; Beller, M.; Jiao, H. J. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 12715. doi: 10.1021/jp403972b(24) Luo, Q. Q.;Wang, T.; Beller, M.; Jiao, H. J. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 12715. doi: 10.1021/jp403972b

    25. [25]

      (25) Loffreda, D.; Delbecq, F.; Vigne, F.; Sautet, P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1316. doi: 10.1021/ja056689v(25) Loffreda, D.; Delbecq, F.; Vigne, F.; Sautet, P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1316. doi: 10.1021/ja056689v

    26. [26]

      (26) Capon, B.; Guo, B. Z.; Kwok, F. C.; Siddhanta, A. K.; Zucco, C. Accounts Chem. Res. 1988, 21, 135. doi: 10.1021/ar00148a001(26) Capon, B.; Guo, B. Z.; Kwok, F. C.; Siddhanta, A. K.; Zucco, C. Accounts Chem. Res. 1988, 21, 135. doi: 10.1021/ar00148a001

    27. [27]

      (27) Cao, X. M.; Burch, R.; Hardacre, C.; Hu, P. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 19819. doi: 10.1021/jp206520w(27) Cao, X. M.; Burch, R.; Hardacre, C.; Hu, P. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 19819. doi: 10.1021/jp206520w

    28. [28]

      (28) Ala na, G.; Ghio, C.; Nagy, P. I. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 10173. doi: 10.1039/c003999c

      (28) Ala na, G.; Ghio, C.; Nagy, P. I. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 10173. doi: 10.1039/c003999c

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  538
  • 文章访问数:  736
  • HTML全文浏览量:  12
文章相关
  • 发布日期:  2014-07-18
  • 收稿日期:  2014-03-24
  • 网络出版日期:  2014-06-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章