活性碳上羧酸根锚定AuCl3催化乙炔氢氯化反应的理论研究

采用密度泛函的B3LYP方法,运用分子模型对活性碳(AC)上羧酸根负载AuClx催化剂的活性结构、稳定性以及催化乙炔氢氯化的反应机制进行了理论探讨:结果表明:AuCl3催化剂可以被表面羧酸根单原子级分散锚定,形成AC-COOH-AuCl3表面活性中心,进而在氢氯化过程中与乙炔发生协同加成反应生成氯乙烯;同时形成具有螯合结构的表面活性中心AC-CO2>AuCl2,进而催化遵循分步反应异步加成机制的氢氯化反应,即乙炔活化吸附到Au(Ⅲ)中心,HCl异裂亲核加成到乙炔伴随羧酸根质子化,分子内质子迁移形成Au(Ⅲ)-氯乙烯d-π配键络合物,脱除氯乙烯恢复AC-CO2>AuCl2螯合结构.计算还表明,AC-COOH-AuCl3表面活性中心比Au2Cl6催化组分更不易与乙炔发生Au(Ⅲ)→Au(Ⅰ)的还原反应.