生物质催化升级为附加值化学品是减少碳足迹和实现绿色经济的可行途径。糠醛是最重要的生物质衍生平台化合物，为生物精炼提供了一个切入口。由于其不饱和结构，串联加氢和酸催化是最常见的方法，如加氢醚化成呋喃醚(即2-烷氧基甲基呋喃、2,5-双烷氧基甲基呋喃)加氢环重排成环酮/醇(即环戊酮/环戊醇、3-羟甲基环戊酮/3-羟甲基环戊醇)加氢解成甲基呋喃(即2-甲基呋喃、2,5-二甲基呋喃)，氢化开环为线性酮/醇(2,5-己二酮/2,5-己二醇，1-羟基2,5-己二酮/1,2,5-己三醇)。其中，生物基酮(包括线性酮和环酮)的合成是非常可取的，因为这些产品是聚合物的重要建筑单体，也是溶剂、香精和制药工业的中间体。但是目前生物质糠醛(糠醛、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛)向酮(环戊酮、2,5-己烷二酮、1-羟基-2,5-己烷二酮)的催化性能不佳，C=O加氢较差，酸协同性较弱。
基于此，南昌大学的邓强副教授、涂少波副教授和牛津大学曾适之教授等人制备了一系列部分氧化的MAX相(Ti3AlC2、Ti2AlC、Ti3SiC2)负载的Pd催化剂，具有较高的催化活性，其中Pd/Ti3AlC2对目标酮具有较高的催化效率。详细的催化机理研究证实，原位氢溢出生成的氢对不仅是选择性C=O加氢的氢化位点，而且是开环的酸位点。紧密的氢化和酸位极大地促进了双官能催化反应，降低了至少30 - 60℃的各种糠醛的最低反应温度。
作者提出了一种新颖的方法，在较为温和的反应条件下，利用糠醛在Pd/Ti3AlC2上合成了线性酮(HD和1-羟基-2,5-己二酮)和环酮。MAX基催化剂具有良好的双功能催化性能，在120℃下，糠醛生成环环戊酮的收率为81.6%，在90℃下，5- 15甲基糠醛和5-羟甲基糠醛生成线性2,5-己二酮和1-羟基-2,5-己二酮的收率分别为94.1%和91.0%。需要的反应温度比以前使用的反应温度低30-60℃，更为温和。水辅助氢溢出在反应过程中产生的H+ -H-可产生强大的双功能催化作用，不仅提高了加氢选择性，而且提高了串联反应效率。本研究为生物基化学品的高效合成提供了途径，拓展了MAX基催化剂的应用前景。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202211461
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