【48812】CO2加氢耦合芳胺和硝基芳烃N-烷基化催化剂

时间: 2024-07-02 11:17:40 |   作者: bob

  《科学通报》是首要报导自然科学各学科根底理论和应用研讨方面具有立异性、高水平和重要意义的研讨成果。报导及时快速，文章可读性强，力求在比较广泛的学术范畴发生深刻影响。

  N-烷基芳胺是石油化学工业、橡胶工业、染料制备、药物研制和精密化学品组成等范畴的重要中间体。传统的N-烷基芳胺组成往往存在质料价格较高、反响设备腐蚀和易于形成环境污染等问题。近年来，以储量丰厚的温室气体CO2为碳源，将CO2加氢与芳胺或硝基芳烃N-烷基化反响耦合，以制备N-烷基芳胺的研讨取得了明显开展。

  厦门大学袁友珠教授课题组联合中国科学院青岛生物动力与进程研讨所杨勇教授和中国科学院长春应用化学研讨所赵玉凤教授，在《科学通报》宣布总述文章，总结了CO2加氢耦合芳胺和硝基芳烃N-烷基化催化剂研讨开展，要点介绍了CO2加氢与苯胺、N-甲基苯胺或硝基苯N-烷基化耦合反响中，均相或多相催化剂的构效相关、影响要素以及催化反响机理，并对该范畴的催化剂研制远景进行展望。

  芳胺或硝基芳烃N-烷基化产品包含N-甲基芳胺，N,N-二甲基芳胺，N-烷基甲酰胺和N-乙基芳胺等。N-烷基芳胺作为芳胺或硝基芳烃N-烷基化反响的代表性产品，在精密化工范畴用处广泛。近些年来，科研工作者选用甲醇、甲醛、多聚甲醛、甲酸、或碳酸二甲酯等为甲基化试剂，完成N-烷基化产品的挑选性制备(图1)，并开展光热协同催化办法制备方针产品。

  CO2是储量丰厚、绿色环保的C1资源。CO2加氢在甲醇、甲酸、甲烷、二甲醚以及低碳醇的组成中取得了明显开展，也与C-烷基化和N-烷基化反响耦合完成了高的附加价值化学品的组成(图2)。

  近年来，各类化合物与CO2加氢耦合构筑C−C和C−N键组成化学品的反响系统相继报导。例如，与苯或甲苯烷基化耦合制备甲苯或对二甲苯;与NH3反响组成N,N-二甲基甲酰胺，以及使用与芳胺或硝基芳烃耦合N-烷基化制备芳胺N-烷基化产品。CO2加氢与N-烷基化反响耦合改变了以往选用醇类和卤代烷等质料制备N-烷基化产品的方法，在某些特定的程度上改进了反响进程中高温度高压力、副反响较多、设备腐蚀和环境污染等问题，并助力缓解温室气体效应;一起，水作为反响进程中的仅有副产品，使得反响愈加绿色环保。

  CO2具有热力学上的稳定性和动力学上的慵懒，因而，研制高效催化剂和催化系统是热门和难点。将CO2加氢与芳胺和硝基芳烃N-烷基化耦合无疑是一箭双雕的道路加氢与硝基芳烃和芳胺N-烷基化耦合的反响道路加氢与芳胺N-烷基化反响耦合，在产品挑选性方面存在串联反响的联系。并且，均相催化系统中催化剂与产品难于别离，而多相催化系统中催化剂易烧结失活、稳定性差。因而，本文归纳评论了CO2加氢与芳胺和硝基芳烃N-烷基化耦合的催化剂研讨开展、产品挑选性的操控要素和催化剂效果机理，并对该范畴的研讨远景进行有关展望。

  早在20世纪90年代，使用CO2和H2在多相催化剂下对胺类化物进行甲基化的概念就现已被提出，但直到近年来，在相对温文的条件下，以贵金属和非贵金属为根底的多相催化系统才取得令人满意的N-烷基化产品收率。此外，在对CO2加氢与芳胺和硝基芳烃N-烷基化耦合的了解根底上，挑选性地把CO2转化为其他功用化的N-烷基化合物仍有待深化和完善;而把CO2转化C2化合物，进而与芳胺或硝基芳烃耦合N-烷基化，则是更具挑战性的课题。