绿色催化二氧化碳、炔丙醇和亲核试剂的三组分反应（英文）

近些年来,将CO_2转化为高附加值化学品受到广泛关注。其中,CO_2、炔丙醇和亲核试剂的三组分反应可用于制备用途广泛的羰基化合物,该方法具有步骤经济性、原子经济性等优点。由于CO_2分子具有热力学稳定性和动力学惰性,多数CO_2参与的化学反应在热力学上不支持。然而,CO_2、炔丙醇和双亲核试剂三组分反应是热力学有利的CO_2转化反应,实现了邻二醇或氨基醇和CO_2到环状碳酸酯以及2-噁唑啉酮的高效转化。本综述旨在于总结并讨论近年来CO_2、炔丙醇和亲核试剂三组分反应制备多种羰基化学物的主要进展。     

Ag(I)/(nC7H15)4NBr催化氨基甲酸盐和炔丙醇反应:二氧化碳定量转化制备β-羰基氨基甲酸酯

将一种简单的双组分催化体系即Ag（I）/（ⁿC₇H₁₅）₄NBr应用于常压下催化氨基甲酸盐和炔丙醇双组分反应制备β-羰基氨基甲酸酯。该方法具有简便、高效的优点,并且不需要使用配体,可以将一系列的炔丙醇和仲胺底物转化为相应的氨基甲酸酯产物。该方法通过CO₂的定量催化转化,提高了CO₂的利用效率。     

磺胺嘧啶银/超强碱协同催化CO2/醇耦合反应选择性制碳酸二甲酯

甲醇、CO₂和炔丙醇三组分耦合反应为合成绿色化学品碳酸二甲酯(DMC)提供了一种热力学有利新路径。本工作针对该方法中存在的DMC收率低、中间产物转化速率慢的问题,研究了炔烃衍生物α-单取代炔丙醇在耦合反应中对DMC收率及选择性的影响。发展了磺胺嘧啶银与超强碱协同催化串联反应策略,进一步提升了反应效率。考察了催化剂、共催化剂、催化剂用量、溶剂、温度、原料比、压力和时间等因素的影响规律。最优的条件下,DMC选择性达89.5%,收率55.6%。研究表明,炔丙醇的结构会显著影响反应进程,同时,磺胺嘧啶银与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)的协同催化作用是高收率、高选择性获得DMC的关键因素。     

非活化的非共轭二烯与CO2的电还原双羧化反应合成环状二元羧酸

<正>CO₂是一种温室气体,也是一种储量丰富、无毒、廉价、可再生的理想C1资源,然而CO₂具有较高的热力学稳定性和动力学稳定性.因此将CO₂通过化学手段转化为具有高附加值的精细化学品,是近年来研究的热点^[1].二元羧酸及其衍生物在材料科学和生物医学领域有着诸多应用^[2],通过亲核试剂与CO₂发生羧化反应可以高效合成二酸^[3].     

硼氢化试剂在二氧化碳还原官能化反应中的研究进展

二氧化碳(CO₂)是一种储量丰富、 廉价易得、 安全的可再生资源, 通过化学转化实现对CO₂的资源化利用, 获得高附加值的能源、 材料及化工产品是达成“二氧化碳减排战略”的重要组成部分. 然而, CO₂在其化学转化中常表现为热力学稳定性和动力学相对惰性, 使其转化效率不高. 因此, CO₂活化转化具有很大的挑战性. 近几年来, 利用CO₂的还原官能化反应制备高附加值的化学品取得了长足的进步. 本文对硼氢化试剂在CO₂分子还原官能团化构筑C—N, C—C, C—O以及C—S键, 合成有用的精细化学结构单元并获得高附加值化学品的研究进行了总结. 硼氢化试剂廉价易得, 对环境污染小, 在使用过程中易于操作, 对CO₂分子的还原效率以及获得的产物纯度和产率都较高.     

金属有机框架材料在CO2化学固定中的应用

作为大气中的主要温室气体,CO₂在世界范围内引发了一系列与环境和能源有关的问题。因此,迫切需要开发多种方法来捕获CO₂并将其转化为有用的化工产品,从而有效改善环境,促进可持续发展。在过去的几十年中,金属有机框架(MOFs)材料由于其多活性位点、高比表面积、结构可修饰、易于功能化而表现出突出的多相催化性能。这些特性赋予了MOFs催化剂在CO₂化学固定领域独特的优越性。本文综述了MOFs催化剂在CO₂参与的有机合成反应中的应用,如CO₂与环氧化物、末端炔、炔丙醇、炔丙胺等发生的化学反应,并重点阐述了MOFs中不同种类催化位点与反应性能之间的构效关系。     

CO2/C2H4耦合制备丙烯酸及其衍生物的研究进展

二氧化碳(CO₂)不仅仅是一种温室气体,更是一种重要的、有效的碳一资源,其来源丰富、无毒、无污染、不易燃烧,可用于生产有机化学品、材料、糖类等.由于CO₂分子中的碳处于最高氧化态,且其分子具有热力学和动力学惰性,因此人们不断探索新型反应途径,以及新型的催化体系来有效资源化利用CO₂.近年来,利用各种不饱和烃类,在过渡金属催化剂协助下催化CO₂与烯烃生成不饱和羧酸及其衍生物引起了极大关注.其中,催化CO₂/C₂H₄耦合反应制备丙烯酸及其衍生物因其原子经济性而备受瞩目.以镍系催化体系为主的过渡金属催化CO₂/C₂H₄偶联反应是CO₂化学转化与高值利用非常重要的研究热点之一.综述了近年来CO₂/C₂H₄偶联反应的最新进展,对相应的催化反应机理进行了评述.从多个角度对各位学者的研究进行分析比...     

铜(Ⅰ)催化的常压二氧化碳、炔丙醇和仲胺三组分反应

氨基甲酸酯类化合物是一类重要的有机化合物,在医药、农药以及有机合成中有着广泛应用,也可以作为氨基的保护基团.炔丙醇、仲胺和CO_2在铜(Ⅰ)催化下能够发生三组分"一锅"反应,高收率、高选择性地生成β-羰基氨基甲酸酯.该反应能够在常压CO_2的条件下进行,具有反应条件温和、原子经济性高和底物适应范围宽等优点.通过控制氧气含量,可以高选择性地形成β-羰基氨基甲酸酯.多种炔丙醇和仲胺均能高效反应,生成相应的β-羰基氨基甲酸酯.该方法避免了利用高压CO_2提高反应效率的问题,是二氧化碳低压温和条件下制备β-羰基氨基甲酸酯类化合物的简便途径.     

二氧化碳转化为氨基甲酸酯的研究进展

二氧化碳(CO₂)是大气中主要的温室气体,同时也是一种丰富、无毒和可再生的碳一资源。因此,将CO₂转化为有价值的化学品对实现可持续发展具有重要意义。然而,由于CO₂的热力学稳定性和动力学惰性,其活化转化非常具有挑战性。氨基甲酸酯是一类具有生物活性的重要化合物,广泛存在于天然产物、农用化学品和医药相关分子中,同时也是重要的有机合成中间体。近年来,利用CO₂作为光气的替代品用于合成氨基甲酸酯吸引了广泛的关注。本文主要综述了CO₂和胺在不同的催化体系下合成氨基甲酸酯的最新研究进展,主要分为无过渡金属催化、过渡金属催化、电催化、光催化四种反应体系来归纳总结,并对CO₂转化为氨基甲酸酯的未来研究方向进行了展望。     

可见光催化二氧化碳与苄位卤代物的羧基化:温和条件且无过渡金属（英文）

二氧化碳(CO₂)作为一种无毒、廉价、可再生的碳一合成子,被广泛用于合成重要的精细化学品.芳基乙酸广泛存在于许多药物分子中,是一类重要的羧酸分子.苄位卤代物具有商业可得且价格低廉的优势,是合成芳基乙酸的理想底物.因此,以苄位卤代物和CO₂为原料合成芳基乙酸具有很大的吸引力.传统的合成方法需要将苄基卤化物预先制备成水、氧敏感的苄位金属试剂,再与CO₂发生羧基化反应,但因兼容性较差,操作繁琐,限制了实际应用.另外,苄位卤化物与CO₂的直接电羧基化反应也有报道,但存在需要牺牲阳极、使用贵金属电极和支持电解质等不足.此外,过渡金属催化苄位卤代物与CO₂羧基化反应得到长足发展,但也存在底物范围有限、官能团兼容性不佳、使用金属还原剂和存在重金属污染等问题.近年来,可见光催化已经成为实现CO₂高效转化的有力工具,具有绿色环保、官能团兼容性好等特点.如果能利用可见光催化实现苄位卤代物与CO₂的还原羧基化,将可以进一步提升该类转化的底物适用性和反应的实...     

Thermodynamic favorable CO2 conversion via vicinal diols and propargylic alcohols: A metal-free catalytic method

Organocatalysis represents a promising field in chemical fixation of CO2.Herein,a facile metal-free strategy was reported for the one-pot preparation of cyclic carbonates and a-hydroxy ketones from vicinal diols,propargylic alcohols and CO2.Wide scope of vicinal diols and propargylic alcohols was demonstrated to be efficient under the DBU-catalyzed conditions.A plausible mechanism was proposed,which included detailed main and side reactions under the metal-free conditions.     

Enantioselective carboxylative cyclization of propargylic alcohol with carbon dioxide under mild conditions

An enantioselective carboxylative cyclization of propargylic alcohols and CO2 was realized under mild conditions,based on a kinetic resolution strategy,which enabled the synthesis of chiral cyclic carbonates and propargylic alcohols with promising yield and enantioselectivity simultaneously.     

碳酸盐炼制共热耦合甲烷干重整制高附加值化学品发展展望

传统过程工业,诸如我国水泥、钢铁、耐材和电石等行业,都涉及碳酸盐高温热分解过程,其导致的CO₂排放量超过了全国工业碳排放总量的50%,大量CO₂排放对全球气候产生了不可逆转的影响。因此,如何减少过程工业排放的CO₂并且充分利用碳酸盐热分解的余热面临着巨大挑战。为进一步降低该类过程工业的CO₂排放量同时降低其热分解的能耗,通过利用地球上储量丰富的温室气体CH₄,对碳酸盐进行共热耦合重整制备合成气等高附加值产品,有望成为一种环保经济的技术路线。本文总结了(光/热)碳酸盐炼制耦合甲烷干重整反应、醇类重整反应以及CO₂捕获反应的最新进展,并且对碳酸盐炼制耦合甲烷干重整反应在理论计算方面的研究进展进行了介绍,进一步结合本课题组近期关于碳酸盐共热耦合甲烷重整的最新结果,我们提出了该类耦合反应的发展展望,为实现CO₂的高效转化和减排增效提供了思路。     

A novel methodology for the synthesis of cyclic carbonates based on the palladium-catalyzed cascade reaction of 4-methoxycarbonyloxy-2-butyn-1-ols with phenols,involving a novel carbon dioxide elimination-fixation process

A palladium-catalyzed CO(2)-recycling reaction has been developed. Reaction of 4-methoxycarbonyloxy-2-butyn-1-ols with phenols, carried out in the presence of a palladium catalyst, produces phenoxy-substituted cyclic carbonates by way of a pathway involving a CO(2) elimination-fixation. A variety of propargylic alcohols and phenols participate in these reactions which yield cyclic carbonates with high efficiencies. Stereoselective construction of trans-cyclic carbonates is achieved by using nonsymmetric substrates. Highly enantioselective reactions occur when (S)-BINAP is used as a ligand. Reaction of 4-phenoxycarbonyloxy-2-butyn-1-ol in the presence of the palladium catalyst yields the corresponding cyclic carbonates via a three-component decomposition-reconstruction process.     

BMIMBF4中2-氨基-3-氯-1,4-萘醌电化学捕获CO2的机理

利用循环伏安法（CV）和现场红外光谱电化学技术研究了2-氨基-3-氯-1,4-萘醌（ACNQ）在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIMBF₄）中电化学捕获CO₂的机理.研究结果表明,当体系中不存在CO₂时,ACNQ在BMIMBF₄中经历可逆的两步一电子过程;当体系中引入CO₂时,电化学还原过程中形成的二价阴离子（ACNQ^2-）作为亲核试剂,可攻击CO₂的亲电子碳中心,形成稳定的CO₂加合物.对电化学捕获CO₂的化学计量进行了评估,结果表明,1摩尔的ACNQ^2-可捕获1摩尔的CO₂.结合B3LYP方法在6-311++G^**水平上计算分析了反应中CO₂加合物可能的结构.     

乙酸盐上二氧化碳和二醇合成环状碳酸酯

在乙腈体系中,以不同的乙酸盐作催化剂,研究了CO2与二醇合成环状碳酸酯的反应.乙腈在反应过程中不仅是溶剂,而且还起到了脱水剂的作用,促进了反应的进行.以1,2-丙二醇为反应物对催化剂进行筛选,发现无水乙酸锌具有最高的催化活性.在无水乙酸锌上考察了二氧化碳和不同二醇的反应,结果表明,五元环碳酸酯的产率明显高于六元环碳酸酯,其中碳酸丙烯酯的产率最高.以1,2-丙二醇为反应基质,无水乙酸锌为催化剂,确定了最佳反应条件,1,2-丙二醇100 mmol,乙睛10 mL,催化剂2.5 mmol,反应压力10 MPa,温度170 ℃,反应12 h.在此条件下,碳酸丙烯酯的产率达到了24.2%,1,2-丙二醇的转化率为38.9%.     

Synthesis of six-membered cyclic siloxanes via enyne metathesis with a ruthenium catalyst generated in situ

The catalytic system in situ generated by combination of [RuCl₂(p-cymene)]₂ as a ruthenium source, 1,3-bis(mesityl)imidazolinium chloride (MesH₂ImCl) as a bulky electron-releasing carbene precursor and cesium carbonate as a base, is shown to be an efficient catalyst for the metathesis reaction of propargylic allylsilyl ethers R¹---CCCR₂---O---SiMe₂---CH₂CH=CH₂. The metathesis products, the cyclic siloxanes, were obtained after complete conversion of the enynes in 67–87% isolated yields. These six-membered ring compounds contain the 1,3-diene unit that is used in Diels–Alder reaction and give access to heterobicyclic derivatives. The resulting cyclic siloxanes are selectively opened under oxidative conditions with H₂O₂ to afford allylic diols, with fluoride to form conjugated triene and under hydrogenation conditions with Pd/C catalyst to give a tetrasubstituted alkene.     

Loading Nickel Atoms on GDY for Efficient CO2 Fixation and Conversion

Carbon dioxide(CO₂) is an important and valuable C1 resource for the synthesis of numerous of value-added products. However, efficient fixation and conversion of CO₂ into organic carbonates under mild conditions remain great challenges. Herein, graphdiyne(GDY)-based nickel atomic catalysts(Ni⁰/GDYs) were synthesized through a facile in-situ reduction method. Experimental results showed that the obtained Ni⁰/GDY had outstanding catalytic performances for converting CO₂ into cyclic carbonates with a high reaction conversion(99%) and reaction selectivity(ca. 100%) at 80℃ and under 1 atm(1 atm=101325 Pa). Specially, the activation energy (E_a) value for the Ni⁰/GDY is 37.05 kJ/mol, lower than those of reported catalysts. The reaction mechanism was next carefully analyzed by using density functional theory(DFT) calculations. Such an excellent catalytic property could be mainly attributed to the high dispersion of active sites on the Ni⁰/GDY, and the unique incomplete charge transfer properties of GDY-based zero-valent metallic catalysts.     

Silver(I)‐Catalyzed Three‐Component Reaction of Propargylic Alcohols,Carbon Dioxide and Monohydric Alcohols: Thermodynamically Feasible Access to β‐Oxopropyl Carbonates

A silver(I)‐catalyzed three‐component reaction of propargylic alcohols, CO₂, and monohydric alcohols was successfully developed for the synthesis of β‐oxopropyl carbonates. As such, a series of β‐oxopropyl carbonates were exclusively produced in excellent yields (up to 98 %), even under atmospheric pressure of CO₂. The silver catalyst works efficiently for both the carboxylative cyclization of propargylic alcohols with CO₂ and subsequent transesterification of α‐alkylidene cyclic carbonates with monohydric alcohols; thus this tandem process performs smoothly under mild conditions. This work provides a versatile and thermodynamically favorable approach to dissymmetric dialkyl carbonates.