催化反應中的溶劑效應
(i)直接參與催化反應(例如,促進質子轉移,充當反應物)
(ii)影響化學物質的穩定性(例如,通過氫鍵進行溶劑化)
此外,也有文獻從溶劑的性質參數方麵來闡述催化氫化的溶劑效應。認為強烈影響催化作用的溶劑參數包括偶極性(或極性)、氫鍵供體能力(質子性)和氫鍵受體能力(堿性)。
該反應的收率顯著受到反應溶劑的影響。苯做溶劑時,完全不反應。甲苯,甲醇和THF做溶劑時的收率分別為20%,80%和91%。甲醇和THF的混合溶劑則提供最佳結果。
以苯甲醛的氫化還原反應為例。在不同的溶劑中,苯甲醛的氫化速率相差一個數量級 (二氧六環 < 四氫呋喃 < 水 < 甲醇)。
不同溶劑中的反應速率(下圖中的橙棕色柱狀圖)與反應的能壘(下圖藍色菱形和箭頭)密切相關。而後者主要受到氫氣在鈀催化劑表麵的吸附強度(下圖最底物箭頭,從左到右,吸附強度增加)的影響。
不同溶劑中的反應速率差異主要源於氫與鈀催化劑表麵的結合強度。不同溶劑中,被鈀吸附的氫原子具有不同的穩定性(即不同的結合強度)。結合力更弱的體係提供了更高的反應速率。
參考文獻
https://doi.org/10.1039/C5CY02197A
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