中国科学院发表最新Nature论文

发布时间：2026-10-25来源：生物世界

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

羰基化反应是将一氧化碳（CO）插入烯烃等底物分子中，生成酸、酯、醇类化合物的过程，是化学工业的重要反应类型。该反应发展至今已百余年，但工业上主流方法仍依赖铑、铱等贵金属及有机配体修饰，存在体系复杂、流程繁琐、成本较高，以及催化剂与产物分离困难等问题。

分子筛（沸石）是一种多孔、有序的晶体材料，具有分子级精度的孔道尺寸和筛选能力，在石油炼制、气体分离和绿色化工中发挥着重要作用，但分子筛催化羰基化的成功案例鲜有报道。

2026 年 10 月 21 日，中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士、朱文良研究员作为共同通讯作者（亓良、盛滢嬴、张雯娜作为共同第一作者），在 Nature 期刊发表了题为：Zeolite-catalysed olefin carbonylation based on tuning spatial confinement 的研究论文。

该研究通过分子筛空间限域调控的催化策略，首次实现了水参与的分子筛直接催化的乙烯羰基化制丙酸、丙烯羰基化制异丁酸两个新反应。这些发现为烯烃羰基化开辟了新方向，并为开发基于分子筛的新型羰基化工艺提供了关键见解。

早在 1962 年，Koch 等人就已报道，无机酸的质子也能催化羰基化反应。此前的研究还表明，Brønsted 酸性沸石可作为一种非均相的 Koch 型催化剂，用于醇和烯烃的羰基化，但该情况下产物仅限于叔羧酸。

在这项最新研究中，研究团队发现，在沸石（分子筛）中针对性地利用空间限域效应，并结合高CO/烯烃比，有助于突破上述限制。

该研究报道，使用 FER 分子筛并在 CO/烯烃比为 360 的条件下，烯烃羰基化可主要生成伯羧酸和仲羧酸；乙烯羰基化生成丙酸（PA）的选择性在 100 小时内可达 80%，丙烯羰基化生成异丁酸（IBA）的选择性在 750 小时内可达 95%。当 CO/烯烃比分别降至 24 和 90 时，丙烯和乙烯羰基化的选择性分别降至 61% 和 57%。

实验结合理论计算表明，FER 分子筛八元环（8-MR）空腔中的 T2-O5 是乙烯羰基化的主要活性位点，而十元环（10-MR）中的 T3-O1 是丙烯羰基化的主要活性位点。

总的来说，该研究揭示了分子筛催化羰基化反应的关键：分子筛内 T-O 位点的空间限域效应及其局部环境对酰基阳离子的生成与稳定，是实现高活性与高选择性的关键因素，为构建可反向预测和理性设计新过程的分子筛催化羰基化通用框架提供了依据。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-11183-2

设置星标，不错过精彩推文

开放转载

欢迎转发到朋友圈和微信群

微信加群

为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。

点在看，传递你的品味

转载说明：本文系转载内容，版权归原作者及原出处所有。转载目的在于传递更多行业信息，文章观点仅代表原作者本人，与本平台立场无关。若涉及作品版权问题，请原作者或相关权利人及时与本平台联系，我们将在第一时间核实后移除相关内容。