开发串联催化反应是实现可持续化学技术的重要方向,虽然双功能催化剂广泛的应用于两步串联催化反应,但是如何将两个或者更多催化位点/催化组分实现多步骤催化反应仍然具有非常大的困难和挑战。
有鉴于此,华东理工大学段学志教授、陈文尧、北京化工大学何静教授等报道提出“串联开关”(tandem switch)策略,将这些催化剂的不兼容性转变为优点,能够按照需求,分别生成一级、二级、三级芳胺,各种产物产率都超过96 %。
本文要点:
(1)
通过磷钨酸功能修饰的Ni-Ni(Al)O异质结催化剂,调控Ni-Ni和Ni-O微环境,能够加快硝基苯加氢催化反应、N-烷基化反应、氮杂-Michael加成反应的决速步骤。
与此同时,通过热力学调控乙醇、氢气、乙腈分子的竞争吸附,逐步降低Gibbs自由能,保证串联反应的无缝衔接。
(2)
通过串联开关的开启/关闭,能够选择性的调控硝基苯的反应路径,合成特定的芳胺。经济-技术分析结果表明这种方法显著降低了材料和能源需求,有助于可持续的方式制备胺。
参考文献
Zhou Chen, Keng Sang, Lei Ye, Jian Zhang, Xinyue Wang, Wenyao Chen, Gang Qian, Jing Zhang, Jichang Liu, Xinggui Zhou, Jing He, De Chen, Weikang Yuan, Xuezhi Duan, Tandem Switch-Triggered On-Demand Synthesis of Aromatic Amines in High Yields, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202424847
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202424847