化学反应的种类很多,而在化工合成中,有一类反应格外引人注目。该类反应将某一元素由廉价、易得的原料,转移到产品中,从而大幅度地提高的元素的商业价值。最近,扬州大学俞磊教授(点击查看介绍)基于长期以来从事工业合成技术研究的阶段性成果,对此进行归纳,提出“元素转移反应”概念,从而可将上述类型反应称为“元素转移反应”。
例如,在从事非氟化氢六氟磷酸锂及其下游产品生产线建设时,基于先前对钙化合物反应活性的独特认识[1],该教授提出利用廉价、易得、安全的氟化钙作为氟元素源,来直接合成氟化合物产品。经过天祝宏氟锂业科技发展有限公司的技术人员的不懈努力,终于实现该工艺的产业化应用,并于2019年实现产品销售。作为全球首条非氟化氢法生产线,该工作具有划时代的意义,因此,被美国化学会出版的《工业与工程化学研究》以封面论文形式报导[2],并同时被《科学通报》英文版微信公众号新闻作为基础研究助力产业技术升级的典型推送[3]。
而该课题组所从事的硒催化化学研究[4],则属于氧元素转移。这个研究方向源自于该教授2011-2013年期间在江苏扬农化工集团有限公司从事企业博士后时的项目。将氧元素由廉价、安全、环保的氧源中转移到相关产品里,能够带来丰厚的利润,也有着广阔的市场前景。此外,一些扬农课题中,还涉及氢元素转移,比如以异丙醇为氢源合成MIBK[5],以环己酮为氢源还原对苯醌合成对苯二酚[6]等。
该教授长期从事硒化学研究,对含硒化合物以及材料的合成尤为重视。而从廉价硒源将硒元素高效率地引入到目标产物中的硒转移过程,则是相关技术产业化的关键。利用这些前沿的基础研究成果,该教授已经创业成立四川硒莱坞科技有限公司,并实现各种含硒化合物与材料的产业化生产与销售。
最后,本文还对“元素转移反应”进行了前瞻性的展望,指出利用光能为清洁能源转移元素是后续发展的重点,有可能会带来一场工业合成领域的技术革命。
这篇综述从“元素转移”的角度看待一些工业合成反应,视角独特,有可能会对相关新技术的研发,起到积极的指导作用。
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Energy saving and environment-friendly element-transfer reactions with industrial application potential
Chao Chen, Yitao Cao, Xixi Wu, Yuanli Cai, Jian Liu, Lin Xu, Kehong Ding, Lei Yu
Chin. Chem. Lett., 2019, DOI: 10.1016/j.cclet.2019.12.019
导师介绍
俞磊
https://www.x-mol.com/university/faculty/14331
参考文献:
(1)L. Yu, R.R. Qian, X. Deng, et al., Sci. Bull. 63 (2018) 1010–1016.
(2)J. Liu, Y.L. Cai, C.Q. Xiao, et al., Ind. Eng. Chem. Res. 58 (2019) 20491−20494.
(3)https://mp.weixin.qq.com/s/8colSKCRHBDFO_o3llRgdQ
(4)L. Yu, Chem. Regents 41 (2019) 545–549.
(5)F. Wang, L. Xu, J.J. Huang, et al., Mol. Catal. 432 (2017) 99–103.
(6)F. Wang, L. Xu, C. Sun, et al., Appl. Organomet. Chem. 32 (2018) e4505.