导读：“分子筛革新催化工艺百年老配方”看似是小事，背后却有一套科学机制。下面用通俗的方式说清楚。
水参与的丙烯羰基化生成异丁酸及乙烯羰基化生成丙酸反应示意图。图片
"/>羰（tānɡ）基化是现代化工里举足轻重的基础反应，我们熟悉的醋酸、香料、不少医药中间体等，其生产都离不开它。但近百年来，主流工业催化方案不仅离不开铑、铱这类昂贵的金属催化剂，还要搭配复杂的有机配体，成本高且流程复杂，催化剂和产物也很难分离，是绿色化工的“拦路虎”。
中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士团队带来新突破，成功实现无金属、无配体的分子筛催化烯烃羰基化新反应。
相关研究成果，10月21日发表于国际学术期刊《自然》。
分子筛是一种带精准微孔的晶体材料，孔道小到分子级别，常被用来筛分气体、油品分子。2017年，刘中民团队曾用分子筛催化二甲醚羰基化，实现煤制乙醇工业化，证明分子筛不只是“筛子”，本身也能当高效催化剂。
循着这条成功路线，团队经过多年持续攻关，成功利用分子筛独有的孔道限域效应，开发出全新反应路径：有水参与时，丙烯羰基化生成异丁酸，乙烯羰基化生成丙酸。整个过程不需要贵金属和有机配体。
传统催化工艺，好比需要请贵金属“大厨”和有机配体“助手”来“掌勺”，才能推动反应；而新方法中，分子筛的微小孔道就像一个设计好的“智能灶台”，直接让反应物在狭窄空间里按规则相遇、转化。
研究还揭示了一条全新规律：分子筛上不同位置的孔道，像一个个精准的反应开关。十元环的孔口位点，适合催化丙烯反应；八元环位点，则专门适配乙烯。依靠孔道结构，就能预先指定反应走向，突破了过去只能靠调配金属、配体来控制反应的限制。这相当于搭建起分子筛羰基化的底层理论框架，证明可以根据孔道微环境理性设计催化过程，而不是反复试错。
化工是支撑我们日常生活的基石，绿色化工更是发展的大方向。目前，这项成果还停留在实验室阶段，接下来科研团队将推进工艺放大，推动这项实验室成果走向工业化，为高端含氧化合物、新材料的绿色高效制备开辟新路径。