中国科学院大连化学物理研究所提出CO和氯甲烷制芳烃新策略

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究团队在CO与小分子化合物定向转化研究中取得进展，开发了CO和甲烷衍生物氯甲烷在分子筛作用下高选择性制备芳烃新路径，并阐明复杂体系下芳烃的生成机理，为进一步拓展CO和小分子化合物反应应用提供支撑。相关研究成果发表于《德国应用化学》杂志。

甲烷具有高键能、高对称性、低极化率以及反应物与产物的氢碳比不平衡等特点，因此甲烷高效、高选择制取芳烃面临挑战。目前，甲烷高效利用中以卤素化合物为平台分子的生产路径被认为是一种具有前景的途径，但氢转移反应以及卤代甲烷直接转化制芳烃选择性偏低(小于40%)等因素限制了其应用。

该研究团队基于对分子筛催化二甲醚羰基化反应的研究，提出CO促进氯甲烷定向转化为芳烃的新策略。研究发现，以HZSM-5为催化剂时，CO的引入可以显著提高芳烃，尤其是苯、甲苯、二甲苯(BTX)的选择性。在2.0 MPa、400 ℃的反应条件下，芳烃选择性和BTX选择性分别由39.0%和17.7%增至79.3%和48.0%；在优化条件后，芳烃和BTX选择性可分别达到82.2%和60%。通过研究还发现，分子筛拓扑结构对CO与氯甲烷定向转化为芳烃具有重要影响。借助原位红外、同位素示踪等表征手段对其反应机理进行研究，发现烯烃与酰基物种是芳烃生成的重要前体，多甲基环戊烯酮为芳烃生成的重要中间物种。

该研究成果可为甲烷高效定向转化研究提供思路。