文章发布时间：2026 年 10 月 14 日 自然杂志 (2026) 引用此文章 摘要 氢化反应是工业有机金属催化的基石，区域选择性是这一过程中的关键方面 1, 2。当前的工业系统使用含有昂贵和有毒磷配体的均相 Rh 基催化剂，这突显了开发能够与当前均相催化剂竞争的替代性非均相催化剂的必要性 3。在这个方向上，原子分散的 Rh 催化剂已被提议作为氢化反应的有前景的候选者 4, 5。然而，在高转化率下实现高区域选择性仍然是一个重大挑战。在这里，亚纳米级的 Rh₂O₃ 簇被限制在 MFI 沸石的通道内，在反应条件下会分解成孤立的 Rh³⁺ 和 Rh⁺ 物种。结合光谱学和催化研究的密度泛函理论 (DFT) 研究表明，Rh³⁺ 媒介的氢化反应在能量上与 Rh⁺ 相似，Rh³⁺ 对氢化反应更具选择性，而对双键异构化的选择性低于 Rh⁺。在 Rh³⁺ 和 Rh⁺ 物种共存的情况下，我们证明可以通过添加 N 含有分子（如 N-甲基吡咯烷 (MP) 或 1-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP)）选择性抑制 Rh⁺ 位点，这些分子优先与 MFI 沸石通道内的 Rh⁺ 配位，从而抑制其异构化功能，同时保留 Rh³⁺ 位点的催化可接近性。这一策略显著增强了区域选择性，使用 NMP 作为添加剂，报道的最高线性与支链醛 (l/b) 比为 817，在 99.8% 1-癸烯转化率下具有 96% 的十一醛选择性。这是订阅内容的预览，请通过您的机构访问获取 Access 选项 通过您的机构访问 获取《自然》和其他 54 本自然系列期刊 获取 Nature+，我们最具性价比的在线订阅，每 32.99 美元 / 30 天，可随时取消 订阅此期刊 接收 52 期印刷版和在线访问，每年仅需 199.00 美元，仅 3.83 美元 / 期 购买此文章 在 SpringerLink 上购买 即刻访问完整文章 PDF。39.95 美元 价格可能会受当地税收的影响，在结账时计算 其他访问选项： 登录 了解机构订阅 参阅我们的常见问题 解客户支持 数据可用性 本研究中生成的所有数据都提供在补充信息中，最相关的数据包含于源数据文件中。所有相关数据可以向通讯作者请求。源数据与本文一同提供。 参考文献 Cornils, B., Herrmann, W. A. & Rasch, M. 奥托·罗伦，工业均相催化的先驱。Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33, 2144–2163 (1994). 文章 谷歌学术 Franke, R., Selent, D. & Börner, A. 应用氢化反应。Chem. Rev. 112, 5675–5732 (2012). 文章 PubMed CAS 谷歌学术 Liu, B. 等。使用 Rh 基催化剂的烯烃的非均相氢化反应。Chem. 8, 2630–2658 (2022). 文章 CAS 谷歌学术 Ro, I. 等。非均相 Rh-WO_x 配位子催化剂上的双功能氢化反应。自然 609, 287–292 (2022). 文章 ADS PubMed CAS 谷歌学术 Zhang, X. 等。由铑沸石催化的丙烯的选择性氢化反应。自然 629, 597–602 (2024). 文章 ADS PubMed CAS 谷歌学术 Zhao, R., Haller, G. L. & Lercher, J. A. 烯烃在酸性沸石上的吸附和裂化 – 逐步理解的过程。微孔介孔材料 358, 112390 (2023). 文章 CAS 谷歌学术 Corma, A. 非均相催化：理解设计和为应用而设计。Angew. Chem. Int. Ed. 55, 6112–6113 (2016). 文章 CAS 谷歌学术 Zhao, M. 等。在一锅合成的 Rh-(O)-P-MFI 沸石中通过磷稳定的 Rh 位点进行的低温氢化反应。Nat. Commun. 14, 7174 (2023). 文章 ADS PubMed PubMed 中心 CAS 谷歌学术 Hülsey, M. J. 等。针对 CO 氧化的铑单原子催化剂的原位光谱指导工程。Nat. Commun. 10, 1330 (2019). 文章 ADS PubMed PubMed 中心 谷歌学术 Hadjiivanov, K. I. & Vayssilov, G. N. 通过一氧化碳作为红外探针分子对氧化物表面和沸石的表征。Adv. Catal. 47, 307–511 (2002). 文章 CAS 谷歌学术 Smith, A. K. 等。表面支持金属簇碳基化合物。化学吸附分解和铝土矿、硅铝和镁氧化物上支持的六十六碳基六铑的反应性。无机化学 18, 3104–3112 (1979). 文章 CAS 谷歌学术 Rice, C. A., Worley, S. D., Curtis, C. W., Guin, J. A. & Tarrer, A. R. 分散在 Al₂O₃ 上的 Rh 的氧化态。化学物理杂志 74, 6487–6497 (1981). 文章 ADS CAS 谷歌学术 Lefebvre, F., Gelin, P., Elleuch, B., Diab, Y. & Taarit, Y. 金属碳基化合物