Knoevenagel凝縮反応の機構的研究：触媒活性に対する混合金属酸化物触媒の酸と塩基特性の影響に関する新しい洞察

ベンズアルデヒドとシアノ酢酸エチルの間のクノベナゲル凝縮反応は、さまざまな支持体上にマグネシウムとバリウムカチオンを含浸することによって修飾された一連の触媒を使用して、軽度および溶媒なしの条件下で液相で行われました（SiO2、ZNO、γ-AL2O3およびFe2O3）。TPD-MSによって決定されるように、最高濃度の酸性および基本部位を有するZnOを使用して、最高の反応速度と収率（6時間後）が観察されました。in situ fTIR実験は、ZnO上のエチルシアノ酢酸の吸着により、ZnO表面でのヒドロキシル中間種の増加をもたらすことを示しています。観察された触媒活性の前に誘導期間が観察されたため、反応が自己触媒経路を介して進行することを示唆する証拠があります。また、触媒反応の高い速度を得るには、表面酸性部位と基本部位の両方が必要であることがわかった。触媒活性を触媒表面底性と比較することにより、最高の反応速度を得るために必要な酸と塩基部位の最適な割合を決定することができます。

A Knoevenagel condensation reaction between benzaldehyde and ethyl cyanoacetate was performed in the liquid phase under mild and solventless conditions using a series of catalysts modified by impregnating magnesium and barium cations on different supports (SiO2, ZnO, γ-Al2O3 and Fe2O3). The highest reaction rates and yields (after 6 hours) were observed using ZnO which possessed the highest concentration of acidic and basic sites, as determined by TPD-MS. In situ FTIR experiments show that the adsorption of ethyl cyanoacetate on ZnO results in an increase of hydroxyl intermediate species on the ZnO surface. There is evidence to suggest that the reaction proceeds via an autocatalytic pathway, as an induction period was observed before the observed catalytic activity. It was also found that both surface acidic and basic sites are necessary to obtain high rates of the catalytic reaction. By comparing the catalytic activity with the catalyst surface basicity, we are able to determine the optimum proportion of acid and base sites necessary to obtain the highest reaction rates.