有机定制合成网

上海凯康镁科技有限公司 电话:021-51009326 化合物定制询价
专注化合物定制合成服务

Angew. Chem. :光热协同催化乙醇/二氧化碳直接羰基化

羰基化反应是直接引入羰基官能团的有效途径,广泛用于制备醛、酮、酯等羰基化合物。乙醇直接羰基化是制备乙酯类化合物的重要技术路线。与常用的羰基源CO相比,CO2不仅无毒、抑燃,且有利于降低CO2排放,是更为理想的羰基源。但CO2热力学稳定、动力学惰性,其活化存在巨大挑战,尤其是CO2活化成CO,是典型的吸热反应(ΔH298 K = 42.1 kJ mol-1),需要在一定温度下才能获得满意的CO2转化率。但提高温度极易造成副反应,为实现以CO2为羰基源的羰基化,往往需要CO2先还原成CO、CO再羰基化的两段工艺。


乙醇羰基化需要定点活化O-H键,为避免提高温度实现CO2活化造成乙醇发生a-C-H、C-O甚至是C-C键断裂等副反应,近日,北京化工大学何静教授课题组提出了光热协同催化策略实现CO2对乙醇的直接羰基化,即利用SrTiCuO3-x表面氧空位(Ov)吸附、活化乙醇O-H键形成活性*OC2H5和活性*H,在光照和活性*H共同作用下,Cu2O-SrTiCuO3-x界面CuI-O-TiIII位点将CO2活化为活性*CO,*CO与*OC2H5偶联形成甲酸乙酯。气固相反应获得了高达320 μmol g-1 h-1的甲酸乙酯形成速率,O-H键定点活化选择性高达86%。



1

Scheme 1. 光热协同CO2-乙醇直接羰基化示意图

上述机理得到了CO2原位吸附DRIFTS和XPS实验的验证。同位素标记实验验证了反CO2直接羰基化机理,并非经过酯化路径。该策略可进一步拓展至其它低碳醇的羰基化,如甲醇和丙醇,CO2对甲醇的直接羰基化不仅可得到甲酸甲酯,还可得到碳酸二甲酯。该工作为二氧化碳变废为宝,制备高附加值化学品提供了新思路和方向。

2

图 1. (A-C) CO2吸附,(D-F) 乙醇吸附

3

图 2. 乙醇/CO2羰基化

4

图 3. 乙醇/CO2羰基化机理

文信息

Photo-thermal Cooperative Carbonylation of Ethanol with CO2 on Cu2O-SrTiCuO3-x

Jian Zhang, Chuanbao Shang, Zhe An, Yanru Zhu, Hongyan Song, Zhigang Chai, Xin Shu, Lirong Zheng, and Jing He

论文第一作者是北京化工大学师资博士后张健。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202312068



有机定制合成网 » Angew. Chem. :光热协同催化乙醇/二氧化碳直接羰基化

咨询化合物定制合成与纳米材料 提供技术支持和售后服务

咨询定制合成 购买化合物产品
在线营销
live chat
cache
Processed in 0.011962 Second.