德国拜罗伊特大学Science：简易利用乙烯实现α-烯烃延伸和分支

【研究背景】

α-烯烃一般是指的双键在分子链端部的单烯烃，一般为C4-C8烯烃组分，如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯。α-烯烃是生产塑料、药品、精细化学品和散装化学品的重要原料，其制备方法较多，包括伯醇脱水法、费-托合成法、内烯烃异构法、脂肪醇脱氢法、萃取分离法、石蜡裂解法、乙烯齐聚法等。在各种制备方法中，工业上主要采用后三种。然而，从乙烯（一种高度丰富且廉价的原料）选择性合成α-烯烃受到限制，同时选择性地制备更长的末端烯烃是难以大规模实现的。

【成果简介】

近日，德国拜罗伊特大学Rhett Kempe教授团队报道了α-烯烃与两个乙烯分子的催化反应。第一个乙烯分子形成一个4-乙基支链，第二个形成一个新的末端碳-碳双键（C2）。这一反应的关键是开发一种高活性、稳定的分子钛催化剂，该催化剂可经历极快的β-氢化物消除和转移，简易快速实现α-烯烃的延伸和分支，从而实现广泛α-烯烃的制备。相关研究成果以“Elongation and branching of α-olefins by two ethylene molecules”为题，发表在Science上。

【图文导读】

图一、催化剂合成及1-丁烯选择性制备

图二、α-烯烃与乙烯的催化反应

图三、α-烯烃的延长和分支

【全文总结】

综上所述，研究人员介绍了线性α-烯烃的广泛可调合成，并在这里报告了α-烯烃与两个乙烯分子的催化反应。两个乙烯分子中的一个形成一个4-乙基支链，另一个形成一个新的末端C–C双键，使初始烯烃C2拉长。许多线性α-烯烃，包括长链的例子，如1-十六烯，都可以发生这种反应。1-辛烯的延伸和支化产物4-乙基癸-1-烯的延伸表明支化脂肪族α-烯烃可以被延伸，并且连续延伸是可能的。此外，芳香族和环状烯烃，如苯乙烯和双环[2.2.1]庚-2-烯，已被成功改性。该α-烯烃延伸反应的关键是开发一种高活性、长期稳定和选择性的催化剂。催化剂可以以高活性酶（催化其他反应）的速率介导C–C偶联。乙烯消耗研究表明，该催化剂的稳定性至少在3小时内不会大幅降低其高活性，此时反应器已经完全充满。该催化剂具有较高的α-烯烃掺入率，经历极快的β-氢化物消除和转移，并且以廉价钛（地壳中含量第二丰富的过渡金属）为基础。

文献链接：Elongation and branching of α-olefins by two ethylene molecules (Science 2021, DOI: 10.1126/science.abm5281)

本文由大兵哥供稿。

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