与气体发生的反应：羰基化
2021-08-05 10:39:09
一氧化碳是一种工业气体，在大宗化学品制造中有许多应用。羰基化是指将一氧化碳引入有机和无机底物的反应。几种工业上有用的有机化学品是通过羰基化制备的，这可以是高度选择性的反应。羰基化产生有机羰基化合物，即含有 C=O 官能团的化合物，如醛、羧酸和酯。该反应在一个层面上代表了最大规模的贵金属催化均相过程（加氢甲酰化）之一。在小得多的实验室规模上，它为研究人员提供了一条非常灵活的途径，可用于生产羧酸和酯、芳基醛和酰胺等产品。
加氢甲酰化发现于1938 年，是均相催化工业应用的最重要例子。现在年产量远超 1000 万吨。丙烯基产品仍占该数量的三分之二。已经开发出使用配体改性的铑催化剂的高选择性方法并且是现有技术。就地反应条件下的 NMR 和 IR 以及分子建模是深入了解复杂机制的现代工具，但仍远未了解该反应。从工程师的角度来看，均相催化的关键问题，即回收通常昂贵的催化剂，尚未得到令人满意的解决。因此，古老而强大的高压工艺正在复兴。60 年后，加氢甲酰化才刚刚开始成为化学家的通用工具，必须迎接新的前沿领域和挑战。
烷氧基羰基化使用水或醇作为亲核试剂形成羧酸或酯。醇/醇盐与钯催化剂的有限相互作用使其成为这组反应中最稳定的反应，这反映在大量工业应用中。氨基羰基化使用氨或胺形成酰胺，可以使用与烷氧基羰基化相似的条件进行，尽管过量的胺会作为反应的抑制剂。固定化催化剂的流动技术提供了一种安全有效的解决方案来管理羰基化反应，而不会出现催化剂与反应混合物分离的问题。
图1、流动反应器和气体模块的羰基化反应