新華社北京10月21日電（記者胡喆、王瑩）記者10月21日從中國科學院獲悉，中國科學院大連化學物理研究所劉中民院士團隊聯合相關合作單位，開辟了一條全新催化路徑：無需金屬、不用配體，僅依靠分子篩獨立完成催化。這一路徑補齊了傳統工藝中催化劑與產物分離難度大的短板，為高端含氧化合物、新材料高效綠色制備打開新空間。

傳統催化路徑，普遍依托羰基化反應這一現代化學工業的“基本功”，通俗來講，就是把一氧化碳“接入”烯烴分子，生成酸、酯、醇類化合物。醋酸、增塑劑醇、香料、醫藥中間體等一大批產品，都依托這一反應搭建而成。當前工業主流路線依賴銠、銥等貴金屬，搭配有機配體使用，存在體系復雜、工序繁瑣、成本偏高、催化劑與產物分離難度大等特點。

此次公布的研究成果，實現了水參與下分子篩催化丙烯羰基化制異丁酸、乙烯羰基化制丙酸兩項新反應，並揭示一條基礎規律——分子篩孔道的位置與尺寸，直接決定催化效果。研究証明，孔道微環境本身就是調控反應路徑的“核心密碼”，催化選擇性不再依賴反復調試配方試錯，而是可以通過孔道幾何結構預先設計、精准指定。

研究團隊介紹，分子篩是一類具有有序多孔結構的晶體材料，孔道精度達到分子級別，自帶分子篩分能力，可將尺寸、形態不匹配的分子阻隔在外，在石油煉制、氣體分離、綠色化工領域有著重要價值。

此前，劉中民院士團隊已將分子篩用於二甲醚羰基化，實現無水乙醇的大規模工業化生產，開辟了一條綠色制乙醇新路線。

循著這條工業化路徑，團隊歷經近三年攻關，借助分子篩獨特的限域效應，成功實現兩項無金屬、無配體的分子篩催化新反應：水參與丙烯羰基化生成異丁酸、乙烯羰基化生成丙酸。

據介紹，該成果為可反向預測、理性設計新化工過程的分子篩羰基化搭建了普適框架。下一步，團隊將推進實驗室反應的工藝放大，推動分子篩羰基化技術走向產業一線。

相關成果於北京時間10月21日在線發表於國際學術期刊《自然》。