Research Progress on Homogeneous Catalytic Systems and Product Regulation in Oxygen-Containing Plastic Catalytic Hydrogenolysis

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2026.04.004

Abstract

Abstract:

The demand for oxygen-containing plastics has grown rapidly due to their outstanding comprehensive properties, rendering the disposal of plastic waste an urgent environmental challenge. Among existing treatment methods, catalytic hydrogenolysis within chemical recycling is recognized as a green strategy aligned with sustainable development, as it can directionally convert oxygen-containing plastics into high-value chemicals (e.g., monomers, fuels). Homogeneous catalysts possess notable potential in this field by virtue of advantages such as mild reaction conditions and controllable product selectivity. This review systematically summarizes recent research progress in homogeneous catalysts for the catalytic hydrogenolysis of oxygen-containing plastics, focusing on catalyst design, reaction condition optimization, product regulation mechanisms, and structure-activity relationships, which offers theoretical reference for advancing the industrialization of this technology.

Key words: Oxygen-containing plastics, Catalytic hydrogenolysis, Upcycling, Homogeneous catalysis

摘要：

含氧塑料因性能优异需求激增，其废物处理成为亟待解决的环境难题。现有处理方法中，化学回收法中的催化氢解技术因能将含氧塑料定向转化为高附加值化学品（如单体、燃料），被认为是契合可持续发展理念的绿色策略。均相催化剂凭借反应条件温和、产物选择性可控等优势，在催化氢解技术领域展现出显著潜力。系统总结了近年来含氧塑料催化氢解均相催化剂的研究进展，重点聚焦催化剂设计、反应条件优化、产物调控机制及构效关系，为推动该技术的工业化应用提供了理论参考。

关键词: 含氧塑料, 催化氢解, 升级再造, 均相催化

CLC Number:

TQ320.9

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Figures/Tables 10

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RuH(CO)PNN(bpy)	H₂（5.51 MPa）	160	24	KO^tBu	V（BHT）/V（THF）=1∶1	1,4-BDM（99%）^a	[50]
RuCl₂SPNN	H₂（5.00 MPa）	110	48	KO^tBu	V（BHT）/V（THF）=1∶1	1,4-BDM（73%）^a	[51]
Ru(triphos-xyl)tmm	H₂（10.00 MPa）	140	16		二氧六环或1,2-PD	1,4-BDM（64%）^a	[52]
B(C₆F₅)₃	TMDS或PMHS	室温	3		二氯甲烷	对二甲苯（>75%）^b	[71]
[(POCOP)Ir(H)]⁺•[B(C₆F₅)₄]^-	Et₃SiH	70	72		氯苯	1,4-BDM-Si（63%）^b EG-Si（48%）^b	[62]
MoO₂Cl₂	PhSiH₃	160	96		甲苯	对二甲苯（62%~65%）^b	[71]
Zn(OAc)₂•2H₂O	PhSiH₃	160	96	KOH	氯苯	对二甲苯（59%~65%）^b EG（36%~43%）^b	[75]

催化剂	还原试剂	反应温度/℃	反应时间/h	碱	溶剂	氢解产物（效率）	参考文献
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[(POCOP)Ir(H)]⁺•[B(C₆F₅)₄]^-	Et₃SiH	70	72		氯苯	1,4-BDM-Si（63%）^b EG-Si（48%）^b	[62]
MoO₂Cl₂	PhSiH₃	160	96		甲苯	对二甲苯（62%~65%）^b	[71]
Zn(OAc)₂•2H₂O	PhSiH₃	160	96	KOH	氯苯	对二甲苯（59%~65%）^b EG（36%~43%）^b	[75]

催化剂	还原试剂	反应温度/℃	反应时间/h	碱	溶剂	氢解产物（效率）	参考文献
RuH(CO)PNN(bpy)	H₂（5.51 MPa）	160	24	KO^tBu	V（BHT）/V（THF）=1∶1	1,2-PD（99%）^a	[50]
Ru(triphos)tmm	H₂（9.00 MPa）	140	16		二氧六环	1,2-PD（93%）^b	[52]
B(C₆F₅)₃	TMDS	室温	1		二氯甲烷	丙烷（99%）^b	[71]
[(POCOP)Ir(H)]⁺• [B(C₆F₅)₄]^-	TMDS	110	12		氯苯	丙烷（100%）^a	[62]
MoO₂Cl₂	PhSiH₃	110	20		甲苯	丙烷（100%）^a	[70]
Zn(OAc)₂•2H₂O	PhSiH₃	110	48		甲苯	1,2-PD（20%~60%）^b	[75]

催化剂	还原试剂	反应温度/℃	反应时间/h	碱	溶剂	氢解产物（效率）	参考文献
RuH(CO)PNN(bpy)	H₂（5.51 MPa）	160	24	KO^tBu	V（BHT）/V（THF）=1∶1	1,2-PD（99%）^a	[50]
Ru(triphos)tmm	H₂（9.00 MPa）	140	16		二氧六环	1,2-PD（93%）^b	[52]
B(C₆F₅)₃	TMDS	室温	1		二氯甲烷	丙烷（99%）^b	[71]
[(POCOP)Ir(H)]⁺• [B(C₆F₅)₄]^-	TMDS	110	12		氯苯	丙烷（100%）^a	[62]
MoO₂Cl₂	PhSiH₃	110	20		甲苯	丙烷（100%）^a	[70]
Zn(OAc)₂•2H₂O	PhSiH₃	110	48		甲苯	1,2-PD（20%~60%）^b	[75]

催化剂	还原试剂	反应温度/℃	反应时间/h	碱	溶剂	氢解产物（效率）	参考文献
RuCl₂HPNP	H₂（5.0 MPa）	140	24	KO^tBu	THF	1,2-PD（99%）^a 甲醇（99%）^a	[54]
RuClH（CO）PNN	H₂（5.5 MPa）	160	24	KO^tBu	V（BHT）/V（THF）=1∶1	1,2-PD（99%）^b 甲醇（99%）^a	[50]
MnBr（CO）₂PNP	H₂（5.0 MPa）	140	16	KO^tBu	二氧六环	1,2-PD（91%）^a 甲醇（84%）^a	[57]
Mn（CO）₃PNP	H₂（5.0 MPa）	110	50	KH	甲苯	1,2-PD（68%）^a 甲醇（59%）^a 丙烯碳酸酯（30%）^a	[58]
FeBrH（CO）PNP	异丙醇	140	30	KO^tBu	THF	1,2-PD（65%）^a 甲醇（43%）^a	[59]
FeH（BH₄）（CO）PNP	H₂（4.5 MPa）	120	24		THF	1,2-PD（77%）^a	[60]
CpCo（Ⅲ）	H₂（6.0 MPa）	160	24	KO^tBu	丁醚	1,2-PD（76%）^a	[61]
[（POCOP）Ir（H）]⁺•[B（C₆F₅）₄]^-	Et₃SiH	65	3		氯苯	PG-Si（99%）^a 甲醇硅醚（99%）^a	[62]
MgBu₂	HBpin	65	3		己烷	PG-B（91%）^a	[76]
[（xyl-Nacnac）Mg₂]	HBpin	室温	6		氘代苯	PG-B（96%）^a	[77]
La[N（SiMe₃）₂]₃	HBpin	室温	24		氘代苯	PG-B（70%）^a MeO-B（70%）^a	[78]