CarbonCarbon Bond Formation via Aldolization of Acetaldehyde on Single Crystal and Polycrystalline TiO2 Surfaces

化学 乙醛 巴豆醛 羟醛缩合 歧化 羟醛反应 光化学 选择性 微晶 锐钛矿 均分解 单晶 催化作用 碳纤维 无机化学 有机化学 结晶学 乙醇 激进的 复合材料 材料科学 复合数 光催化
作者
Hicham Idriss,K S Kim,Mark A. Barteau
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:139 (1): 119-133 被引量:139
标识
DOI:10.1006/jcat.1993.1012
摘要

The aldol condensation of acetaldehyde. CH3CHO, to form crotonaldehyde. CH3CHCHCHO, and crotyl alcohol, CH3CHCHCH2OH, takes place on single-crystal surfaces of TiO2 (rutile), even under ultrahigh-vacuum conditions. Both the {011}-faceted TiO2(001) surface (which nominally exposes only fivefold coordinated cations) and the {114}-faceted (011) surface (which exposes four-, five-, and sixfold coordinated cations) are active for this bimolecular reaction. This observation is in contrast to the sharp activity difference between these two surfaces for carboxylate ketonization and suggests that aldol condensation does not exhibit a strong dependence on surface structure. The principal reaction observed in TPD and XPS experiments to compete with aldolization of acetaldehyde was reduction to ethanol; Cannizzaro disproportionation to acetate plus ethoxides and reductive coupling to butene were minor pathways. The aldolization selectivity increased somewhat as the surface heterogeneity increased from the {011}-faceted TiO2(001) surface, to the {114}-faceted (001) surface, and to polycrystalline TiO2 (anatase) powder. This selectivity variation likely reflects the influence of surface heterogeneity on the activity for the various competing reactions, especially hydrogenation; the aldol coupling reaction, although bimolecular, appears to be relatively insensitive to surface structure.
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