Enhanced regioselectivity in propylene hydroformylation using Xantphos-modified single-atom Rh/CeO2 catalyst

氢甲酰化 仙磷 化学 催化作用 区域选择性 丙烯 Atom(片上系统) 有机化学 计算机科学 嵌入式系统
作者
Ying Zheng,Qi Yang,Sikai Wang,Shinya Furukawa,Pengfei Wang,Maoshuai Li,Ning Yan,Xinbin Ma
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:431: 115394-115394 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2024.115394
摘要

• Xantphos coordination enhances steric hindrance at Rh active sites. • Improved regioselectivity for butyraldehyde (n/i ratio equal to 13) achieved. • Propylene adsorption configuration shifts from hybrid modes to the terminal mode. • Electron-rich Rh sites with P/Rh ratio of 3 benefits activity. Single-atom Rh catalysts have been reported to exhibit high activity in olefin hydroformylation, yet with limited regioselectivity. We develop a Xantphos ligand coordinated single-atom Rh/CeO 2 catalyst, which exhibits improved regioselectivity for butyraldehyde (n/i ratio equal to 13) while maintaining good activity (TOF = 476 h −1 ) in hydroformylation of propylene. The unique coordination environment created by Xantphos enhances steric hindrance at Rh active sites, thereby improving its regioselectivity for n-butyraldehyde. That is, two P atoms from a Xantphos ligand bind directly to Rh, while a P atom from another Xantphos attaches to an oxygen vacancy on CeO 2 near Rh, achieving a P-Rh coordination number of 3. This unique structure shifts the propylene adsorption configuration from hybrid modes to the terminal mode, favoring n-butyraldehyde formation. The creation of electron-rich Rh sites with P/Rh ratio of 3 benefits the formation of Rh-H species for the rate-determining step, thus showing commendable activity.
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