由于喹啉和H2的活化比较困难,使用安全和清洁的氢供体,在低成本的材料催化下,在室温下将喹啉选择性氢化成1,2,3,4-四氢喹啉尽管具有重要意义,但也是具有挑战性的。
近日,天津大学张兵教授,刘翠波报道了在环境条件下,通过使用清洁和丰富的水作为氢源,在氟改性的钴NW阴极上高效电催化氢化喹啉为THQs,与目前报道的方法形成鲜明对比。该策略对多种功能化喹啉和其他氮杂芳烃显示出高效率和优异的区域选择性。
文章要点
1)理论结果表明,表面F增强了底物的吸附,促进了H2O向H*的活化,从而有助于Co-F的优异性能。
2)此外,氘代THQs类似物的简单有效的制备和生物活性前体的克级合成令人印象深刻地证明了潜在的实用性。
3)进一步,在双电极电解槽中可以很好地实现喹啉的氢化,以较低的能量输入在阳极产生增值的己二腈,进一步证实了这种电化学方法的意义。此外,氟修饰策略还可以扩展到其他有机反应中以改善其电化学性能,具有很好的通用性。
研究工作不仅为喹啉的选择性氢化提供了一种高效、绿色的方法,而且为通过电化学处理设计具有表面吸附物的高活性金属电催化剂用于其他电化学转化(例如,硝酸盐氢化为氨,氧气还原为过氧化氢,卤素阴离子电氧化为次卤酸盐)提供了范例。
参考文献
Guo, S., Wu, Y., Wang, C. et al. Electrocatalytic hydrogenation of quinolines with water over a fluorine-modified cobalt catalyst. Nat Commun 13, 5297 (2022).
DOI:10.1038/s41467-022-32933-6
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32933-6