丁奎岭二氧化碳 从二氧化碳到万能溶剂DMF:Ru催化的二氧化碳高效氢化合成甲酰胺衍生物

2017-11-01
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文章简介：由于二氧化碳的惰性, 如何实现在温和条件下的化学转化是一个极具挑战性的科学问题.通过二氧化碳催化加氢合成精细化学品, 是二氧化碳资源有效利用

由于二氧化碳的惰性, 如何实现在温和条件下的化学转化是一个极具挑战性的科学问题。通过二氧化碳催化加氢合成精细化学品, 是二氧化碳资源有效利用的一个重要途径。中科院上海有机所金属有机化学国家重点实验室丁奎岭课题组以pincer型钌络合物为催化剂,成功开发了一种以二氧化碳、氢气与有机伯胺或者仲胺为原料,高效合成甲酰胺类化合物的方法。

该方法具有反应条件较温和(反应温度为80-120℃、二氧化碳和氢气总压力不高于70 atm)、催化效率高(单釜转化数高达194万)、选择性好以及底物适用范围广等优点。

尤其是在N,N-二甲基甲酰胺(DMF,一种万能的溶剂)的合成中,催化剂可以方便地实现重复利用,经12次循环使用,其催化活性仍基本保持不变,显示了该催化体系优异的催化性能及良好的应用前景。 

同时,使用一锅法分步反应的策略,以甲酰胺衍生物为反应中间体,实现了二氧化碳到甲醇的转化(转化数可达3600),为二氧化碳的资源化再利用提供了新的方法和思路。 

这一研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 6186–6189,也是该课题组继2012年在温和条件下实现钌催化氢化碳酸乙烯酯合成甲醇和1,2-乙二醇(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 13041-13045)后,在二氧化碳的化学利用方面取得的又一重要进展。 

该工作受到国家自然科学基金委、中国科学院和上海市科委的大力资助。