贵金属的氢解和加氢能力（催化金属氢）
本文目录一览：
- 1、加氢的加氢催化剂
- 2、加氢和氢解的区别？
- 3、求助不用黄鸣龙反应和克莱门森反应，将烷基酮羰基还原
- 4、氢化反应是什么
- 5、为什么许多贵金属是优秀的催化剂，有什么共性的地方？
- 6、加氢裂化催化剂的类型，希望具体点，专业人员可以详细点，学习需要
加氢的加氢催化剂
主要有四类：①金属催化剂，常用的是第八族过渡元素，如骨架镍、镍-硅藻土、铂-氧化铝、钯-氧化铝等。这类催化剂活性高,几乎可用于所有官能团的加氢。②金属氧化物催化剂，如氧化铜－亚铬酸铜、氧化铜-氧化锌、氧化铜-氧化锌-氧化铬、氧化铜-氧化锌-氧化铝等,主要用于醛、酮、酯、酸以及一氧化碳等化合物的加氢。③金属硫化物催化剂，如镍－钼硫化物、钴-钼硫化物、硫化钨、硫化钼等，通常以γ-氧化铝为载体，主要用于含硫、含氮化合物的氢解反应，部分硫化的氧化钴-氧化钼-氧化铝催化剂常用于油品的加氢精制。④络合催化剂，如RhCl[P(C6H5)3]3,主要用于均相液相加氢。
加氢和氢解的区别？
加氢 是指加成双键三键或者小环，反应后两个H 都加到反应上面了
而氢解是指用H取代某个基团或者原子，比如Ph-CH2Cl 氢解得到 Ph-CH3 和HCl
一个是加成一个是取代还原
求助不用黄鸣龙反应和克莱门森反应，将烷基酮羰基还原
Mozing还原法，先用二硫醇在路易斯酸下与羰基作用生成环状二硫醚中间体，然后再用金属，比如兰尼镍的催化下，发生氢解，羰基还原为亚甲基。
如果直接用Pd-C或者Pt催化氢化的话，只能把羰基还原为羟基。
氢化反应是什么
在催化剂的作用下，氢分子加成到有机化合物的不饱和基团上的反应，例如：
□几乎所有的不饱和基团都可以直接加氢成为饱和基团，其从易到难的顺序大致为：酰氯、硝基、炔、醛、烯、酮、腈、多核芳香环、酯和取代酰胺、苯环。各种不饱和基团对于催化氢化的活性次序与催化剂的品种和反应条件有关。
催化氢化的关键是催化剂。它们大致分为两类：①低压氢化催化剂，主要是高活性的兰尼镍、铂、钯和铑，低压氢化可在
1～4
个大气压和较低的温度下进行；②高压氢化催化剂，主要是一般活性的兰尼镍和亚铬酸铜等。高压氢化通常在100～300个大气压和较高的温度下进行。镍催化剂应用最广泛，有兰尼镍、硼化镍等各种类型。贵金属铂和钯催化剂的特点是催化活性高，其用量可比镍催化剂少得多。用铂作催化剂时，大多数烯键可在低于100°C和常压的条件下还原：
□工业上大都使用载体铂、载体钯，用活性炭为载体的分别称为铂炭和钯炭。亚铬酸铜Cu(CrO□)□成本较低,也广泛用于工业上，其特点是对羰基的催化特别有效，对酯基、酰胺、酰亚胺等也有较高的催化能力，对烯、炔键则活性较低，对芳环基本上无活性。
近年来新发展的均相催化剂主要是铑、钌和铱的带有各种配位基的络合物，这些络合物能溶于有机相，故称为均相催化剂。较好的均相催化剂有：氯化三
(三苯基膦)合铑[(Ph□P)□·RhCl]、氯氢化三(三苯基膦)合钌[(Ph□P)□·RuClH]、氢化三(三苯基膦)合铱[(Ph□P)□·IrH]等，上述分子式中Ph为苯基。均相催化剂的优点是催化活性较高，不会由于杂质(例如有机硫化合物等)的存在而丧失或降低其活性，可在常温常压下进行催化反应而不引起双键的异构化。
若用一个有机化合物作为氢的给予体，在催化剂作用下进行氢化，则称为催化转移氢化反应，例如：
□在此反应中，环己烯是氢的给予体，在钯催化下将二苯乙烯还原为二苯乙烷。这种氢化反应可通过定量加入氢的给予体来控制氢化的深度。
催化氢化适于大规模和连续化生产，在工业上有重要的用途。例如，石油裂解气中的乙炔和丙炔等通过钯催化部分氢化，可生产高纯度的乙烯和丙烯。在油脂工业中，将液态油氢化为固态或半固态的脂肪，可生产人造奶油或肥皂工业用的硬化油。
为什么许多贵金属是优秀的催化剂，有什么共性的地方？
虽然是现在所在贵金属的氢解和加氢能力的课题组是做过渡金属催化的，但在本科和硕士期间从事全合成，对过渡金属贵金属的氢解和加氢能力了解不多。不过也可以解答该问题，若有错误望指证。
首先贵金属的催化能力强大并不是因为它“贵”。诸如Ag、Au、Pd、Pt等金属作为单质而言，虽然价格高昂，但其却很少应用到催化反应中。但作为催化剂和配体配位后，贵金属的氢解和加氢能力他们就可以很好地体现催化作用了。它的根本上便是空d轨道的原因，可很好地形成配位键参与反应。可以说催化剂的反应活性与其参与配位的d电子所占比例呈正比。就最常见的Pd催化剂（70%以上的催化反应都是Pd催化的）而言，其d电子所占比例在0.4以上，可以说是过渡金属中top级别的，因此有着很高的反映活性。其他热门的催化剂如Ru、Rh、Pt、Ir原子中这部分d电子所占比的比例都在0.4以上。其二，是与吸附能力有关，容易脱附在某些基团，但这应是属于界面化学的内容了，我对此不太了解。
如KetoneWho所说可由小分子催化剂(e.g.Amino acid, Brønsted acid, organic Lewis acid)（我们研究所的Benjamin List在这方面做了不少工作），生物酶，和一些廉价和安全（毒性小）的金属（Cu和Fe）。
说到预测，化学的神奇就在它的不可预测性，就如我以前的老板push我们时候说的“贵金属的氢解和加氢能力你问我这个反应能不能成，你不去试试（不去好好搬砖）怎么知道呢。” 和他评论做计算的人的时候说的“我给他们一个反应，让他们去算算，要是算出来可以做的成，那么这反应真的就成了吗？”
加氢裂化催化剂的类型，希望具体点，专业人员可以详细点，学习需要
简单来说，常用的就是Ni-Mo催化剂和高选择性Co-Mo催化剂
加氢精制催化剂是由活性组分、助剂和载体组成的。其作用是加氢脱除硫、氮、氧和重金属以及多环芳烃加氢饱和。该过程原料的分子结构变化不大，，根据各种需要，伴随有加氢裂化反应，但转化深度不深，转化率一般在10%左右。加氢精制催化剂需要加氢和氢解双功能，而氢解所需的酸度要求不高。
加氢精制催化剂的活性组分
加氢精制催化剂的活性组分是加氢精制活性的主要来源，属于非贵金属的主要有ⅥB族和Ⅷ族中几种金属氧化物和硫化物，其中活性最好的有W，Mo和Co，Ni；贵金属有Pt，Pd等。
催化剂的加氢活性和元素的化学特征有密切关系。加氢反应的必要条件是反应物以适当的速度在催化剂表面上吸附，吸附分子和催化剂表面之间形成弱键后再反应脱附。这就要求催化剂应具有良好的吸附特性。而催化剂的吸附特性与其几何特性和电子特性有关。催化剂的电子特性决定了反应物与催化剂表面原子之间键的强度。
研究表明，提高活性组分的含量，对提高活性有利。但综合生产成本及活性增加幅度分析，活性组分的含量应有一最佳范围。目前加氢精制催化剂活性组分含量一般在15%～35%之间。
在工业催化剂中，不同的活性组分常常配合使用。例如，钼酸钴催化剂中含钼和钴，铝酸镍催化剂中含钼和镍等。在同一催化剂内，不同活性组分之间有一个最佳配比范围。
加氢精制催化剂中的助剂
为了改善加氢精制催化剂某方面的性能，在制备过程中，常常添加一些助剂。大多数助剂是金属化合物在制备过程中，也有非金属元素。
助剂的作用按机理不同可分为结构性助剂和调变性助剂。结构性助剂的作用是增大表面，防止烧结，提高催化剂的结构稳定性；调变性助剂的作用是改变催化剂的电子结构、表面性质或者晶型结构。
助剂本身活性并不高，但与主要活性组分搭配后却能发挥良好作用，可以改变催化剂的活性并提高选择性。主金属与助剂两者应有合理的比例。
加氮精制催化剂的担体
加氢精制催化剂的担体有两大类:一类为中性担体，如活性氧化铝、活性碳、硅藻土等；另一类为酸性担体，如硅酸铝、硅酸镁、活性白土、分子筛等。
一般来说，担体本身并没有活性，但可提供较大的比表面。使活性组分很好地分散在其表面上从而节省活性组分的用量。此外，担体可作为催化剂的骨架，提高催化剂的稳定性和机械强度，并保证催化剂具有一定的形状和大小，使之符合工业反应器中流体力学条件的需要，减少流体流动阻力。担体还可与活性组分相配合而使活性、选择性、稳定性变化。
加氢精制催化剂的其他性能
除了催化剂的化学组成影响其活性外，催化剂的物性，如比表面、孔容、孔径分布、颗粒度以及外形都会影响活性组分作用的发挥。
随着加氢精制原料变重，特别是对重质油加氢精制，由于原料分子变大，加氢情制催化剂的孔径分布就有一定的要求。研究表明，重油加氮脱金属反应是扩散控制，较合适的孔径范围应在15～25nm；并且当采用双重孔催化剂时，由于大孔的引入，增加了反应分子扩散的通道，催化剂脱金属活性会显奢增加；渣油的加氢脱硫反应，不仅要考虑扩散的影响，还要考虑催化剂加氢活性，一般认为最佳孔径应位于8～15nm之间；加氢脱氮位阻很大，因此脱氮反应要求非常强的加氢能为，这类催化剂要求有高的比表面，孔径以在8 ～12二为宜。
