浦东新区常用贵金属均相催化剂研究进展

金属催化剂：催化反应过程要求化学吸附的强弱适中。这与费米能级之间存在一定的关系。费米能级的高低是一个强度困素，对于一定的反应物来说，费米能级的高低决定了化学吸附的强弱。如：当费米能级较低时，如d空穴过多的Cr、Mo、W、Mn等由于对H,分子吸附过强，不适合作加氢催化剂，而费米能级较高的Ni、Pd、Pt对H,分子的化学吸附的强弱较适中，因此是有效的加氢催化剂。另外，费米能级密度好似一个容量因素，决定对反应物分子吸量的多少。能级密度大对吸附量增大有利。认为过渡金属原子以杂化轨道相结合，杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合，称之为spd或dsp杂化。杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数，表以符号d%.它是价键理论用以关联金属催化活性和其它物性的一个特性参数。金属的d%越大，相应在的d能带中的电子填充的越多，d空穴越小。加氢催化剂一般d%在40-50%之间为宜。用于甲醇低压羰基合成的铑配合物均相催化剂。浦东新区常用贵金属均相催化剂研究进展

甲醇羰化合成乙酸：该合成反应是20世纪70年代推向工业化的，是均相络合催化的又一大成就，体现了均相催化的发展。该络合催化反应的重要意义是原料路线的非石油化。过程开发成功时，正值全球次石油危机，原油价格飞涨，石油资源短缺，促使人们惫识到能源和有机合成原料不能过多地依赖于石油，应该向多元化方向发展。乙烯直接氧化制取乙醛：这是20世纪60年代发明的Wacker过程，是化学工业中很突出的成就之一，其意义在于过渡金属一乙烯化学个实现了工业催化的氧化反应。乙烯化学取代了此前的乙炔化学，促进了石油化工的兴起和发展;其次，次指明贵金属在均相催化反应中可以很经济地用于国内工业生产，促进了过渡金属络合催化的研究。普陀区实验用贵金属均相催化剂实验应用甲醇羰化合成乙酸是均相络合催化的又一大成就，体现了均相催化的发展。

均相催化反应是催化剂与反应物同处于一均匀物相中的催化作用。有液相和气相均相催化。液态酸碱催化剂，可溶性过渡金属化合物催化剂和碘、一氧化氮等气态分子催化剂的催化属于这一类。均相催化剂的活性中心比较均一，选择性较高，副反应较少，易于用光谱、波谱、同位素示踪等方法来研究催化剂的作用，反应动力学一般不复杂。但均相催化剂有难以分离、回收和再生的缺点。催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。如果催化剂和反应物同处于气态或液态，即为均相催化。其中很重要很普通的一种是酸碱催化反应。如酯类的水解以H+离子作催化剂。在均相催化中，催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。这一过程的活化能通常比较低，因此反应速率快，然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成很终产物，并再生出催化剂。

催化改变化学反应速率而不影响化学平衡的作用。催化剂改变化学反应速率的作用称催化作用，它本质上是一种化学作用。在催化剂参与下进行的化学反应称催化反应。催化是自然界中普遍存在的重要现象，催化作用几乎遍及化学反应的整个领域。催化即通过催化剂改变反应所需的活化自由能，改变反应物的化学反应速率，反应前后催化剂的量和质均不发生改变的反应。化学反应物要想发生化学反应，必须使其化学键发生改变，改变或者断裂化学键需要一定的能量支持，能使化学键发生改变所需要的很低能量阈值称之为活化自由能，而催化剂通过改变化学反应物的活化自由能进而影响反应速率。正催化剂可加速反应；负催化剂或抑制剂则会与反应物反应进而降低化学反应。可提高催化剂活性的物质称为促进剂；降低催化剂活性者则称为催化毒。均相催化常用于液相反应。

催化剂的制备方法：浸溶法：从多组分体系中，用适当的液态药剂（或水）抽去部分物质，制成具有多孔结构的催化剂。例如骨架镍催化剂的制造，将定量的镍和铝在电炉内熔融，熔料冷却后成为合金.将合金破碎成小颗粒，用氢氧化钠水溶液浸泡，大部分铝被溶出（生成偏铝酸钠），即形成多孔的高活性骨架镍。离子交换法：某些晶体物质（如合成沸石分子筛）的金属阳离子（如Na）可与其他阳离子交换。将其投入含有其他金属（如稀土族元素和某些贵金属）离子的溶液中，在控制的浓度、温度、pH条件下，使其他金属离子与 Na进行交换。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下，单位时间内所得到的产品数量来表示。金山区高纯度贵金属均相催化剂科研进展

均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可赛思固体酸陛和碱性催化剂，可溶性过渡金属化合物等。浦东新区常用贵金属均相催化剂研究进展

金属催化剂的晶体结构：晶体是按晶胞的几何图形在三维空间呈周期性无限重复位移而得的空间点阵。原子在晶体中排列的空间点阵又叫晶格。除少数金属外，几乎所有的金属都分属于三种晶体结构，即面心立方晶格(F.C.C.)，体心立方晶格（B.C.C.）和六方密堆晶格（H.C.P. ) 。晶体可以理解成不同的晶面。例如金属Fe的体心立方晶格，有（100) 、(110) 、(111）晶面。不同晶面上金属原子的几何排布是不相同的，原子间距也是不相等的。不同晶面上金属原子几何排布不同，原子间距也不等！催化作用是使原来的分子变形，化学键松弛或断裂，有时甚至解离成原子、离子或自由基等。由于反应物具有特点的结构。化学键的参数都是一定的某个或几个部位被催化剂表面活性中心化学吸附并发生松驰或断裂，要求催化剂表面的活性中以有一定的适合距离和角度。这就是催化作用的几何适应性。浦东新区常用贵金属均相催化剂研究进展

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