基于DFT计算的1,4-丁二醇脱水反应过程分析

作者：米容立; 吴志强; 杨伯伦^*

来源：高校化学工程学报, 2021, 35(02): 287-297.

• 热力学
• 反应机理
• 量子化学
• 动力学

为了研究1,4-丁二醇脱水反应机理和催化调控机制,基于密度泛函理论和变分过渡态理论,使用Gaussian软件计算了该反应网络中各物质的热力学参数,通过对各反应过渡态及反应路径的搜索,确定反应基元步骤,明确了反应催化剂设计与反应过程强化的基本策略。结果表明,在研究的温度范围内,各反应平衡常数较大,整个过程为动力学控制。生成四氢呋喃的平行副反应和生成1,3-丁二烯的串联副反应势垒最低,对主产物3-丁烯-1-醇选择性的影响最大。可通过酸碱双功能催化剂的设计对1,4-丁二醇端羟基及β-H同时实施活化,使1,4-丁二醇更易脱水生成3-丁烯-1-醇,同时缩短3-丁烯-1-醇停留时间来抑制串联副反应的发生。

• 单位
  动力工程多相流国家重点实验室; 西安交通大学