二氧化碳直接制备高值化学品中的接力催化方法 被引量：15

1

作者 成康 张庆红 +1 位作者 康金灿 王野 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期743-755,共13页

利用可再生氢气实施CO2直接加氢生成低碳烯烃或芳烃等基础化学品可同时实现碳减排和CO2的资源化利用.然而,由于CO2的C=O键难以活化且生成多碳产物的C-C偶联难以控制,导致CO2加氢易生成C1产物,选择性转化为多碳化学品较困难. 2016年,我... 利用可再生氢气实施CO2直接加氢生成低碳烯烃或芳烃等基础化学品可同时实现碳减排和CO2的资源化利用.然而,由于CO2的C=O键难以活化且生成多碳产物的C-C偶联难以控制,导致CO2加氢易生成C1产物,选择性转化为多碳化学品较困难. 2016年,我国科学家报道了利用复合氧化物与分子筛耦合的双功能催化剂接力催化合成气制备低碳烯烃和芳烃的新路径.受此启发,近期接力催化CO2为低碳烯烃和芳烃的研究报道不断涌现.本文概述了近年有关应用双功能催化剂催化CO2加氢制高值化学品的研究进展,阐述了如何串联两个"性格"迥异的反应,并讨论了双功能催化剂上影响催化性能的关键因素. 展开更多

关键词 二氧化碳 接力催化 双功能 低碳烯烃 芳烃

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合成气转化中的接力催化 被引量：13

2

作者 周伟 成康 +1 位作者 张庆红 王野 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1157-1169,共13页

合成气(CO和H_(2)混合气)作为十分重要的C1化学平台分子,将其高选择性地转化为碳氢化合物特定目标产物是C1化学核心.在经典费托合成过程中,C–C键的生长服从聚合机理,目标产物选择性低.近年来研究者通过设计金属(氧化物)和分子筛构筑的... 合成气(CO和H_(2)混合气)作为十分重要的C1化学平台分子,将其高选择性地转化为碳氢化合物特定目标产物是C1化学核心.在经典费托合成过程中,C–C键的生长服从聚合机理,目标产物选择性低.近年来研究者通过设计金属(氧化物)和分子筛构筑的双功能或多功能催化剂,利用接力催化策略对不同反应进行耦合,成功实现了合成气高选择性制液体燃料如汽油、航空煤油、柴油及大宗化学品如低碳烯烃、芳烃、C_(2+)含氧化合物.本文概述了近年来接力催化在合成气转化中的研究进展,讨论了影响催化性能的关键因素如催化剂组成,分子筛的酸性质、孔结构以及双组分间的亲密度等,并对接力催化策略应用在合成气转化中的未来发展进行了展望. 展开更多

关键词 合成气 接力催化 反应耦合 液体燃料 大宗化学品

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金属配合物/手性磷酸参与的不对称接力催化反应 被引量：13

3

作者 吴祥 李明丽 龚流柱 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1091-1100,共10页

金属配合物和有机小分子双体系联合催化的不对称接力催化反应是一新兴热点研究领域.接力催化可以由易得的起始原料生成结构复杂的化合物,实现单一催化剂无法实现的新反应,并且避免了对不稳定中间体的分离纯化,提高了反应的步骤经济性和... 金属配合物和有机小分子双体系联合催化的不对称接力催化反应是一新兴热点研究领域.接力催化可以由易得的起始原料生成结构复杂的化合物,实现单一催化剂无法实现的新反应,并且避免了对不稳定中间体的分离纯化,提高了反应的步骤经济性和原子经济性.手性磷酸是近年来研究最为热门的有机小分子催化剂之一,其与金属催化剂结合催化也得到了深入的研究.本工作即针对金属催化剂和手性磷酸结合的接力催化反应的研究进展,做一简要评述. 展开更多

关键词 金属配合物 手性磷酸 不对称 接力催化

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钯-手性磷酸接力催化的一锅三步串联反应合成手性四氢喹啉

4

作者 梁仁校 钟哲 +2 位作者 金张灵 史丽娟 贾义霞 《大学化学》 CAS 2024年第5期209-217,共9页

设计钯-手性磷酸接力催化体系,以邻碘苯胺和苯基烯丙醇为原料,通过“一锅三步”串联反应高效合成手性2-苯基四氢喹啉,实验无需中间体分离,降低了手性四氢喹啉的合成难度并提高反应经济性,与单一催化反应相比,协同接力催化具有操作简单... 设计钯-手性磷酸接力催化体系,以邻碘苯胺和苯基烯丙醇为原料,通过“一锅三步”串联反应高效合成手性2-苯基四氢喹啉,实验无需中间体分离,降低了手性四氢喹啉的合成难度并提高反应经济性,与单一催化反应相比,协同接力催化具有操作简单、反应高效等优点。将协同接力催化的科学前沿引入本科实验教学,融入节能减排和绿色化学等课程思政元素,能拓宽学生的科学视野,激发其学习兴趣并提升创新能力。此外,实验涵盖格氏反应、Heck反应、亚胺缩合反应、不对称氢转移反应等理论知识以及薄层色谱、柱层析色谱、旋转蒸发仪、核磁共振仪、高效液相色谱仪、旋光仪等分析分离设备的操作使用,能综合提升学生的理论水平、实验技能和科学思维能力,促进科研与教学相融合。 展开更多

关键词 接力催化 串联反应 不对称合成 四氢喹啉

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基于接力催化下2-吲哚甲醇的串联反应构建3,3'-双吲哚骨架

5

作者 刘凯悦 马晓芳 +4 位作者 杨爽 陈瑜瑜 徐成晔 张宇辰 石枫 《分子科学学报》 CAS 2024年第1期25-32,共8页

发展了一种钯和布朗斯特酸接力催化下2-吲哚甲醇与邻氨基苯乙炔的串联反应,高收率地合成了结构多样的3,3′-双吲哚衍生物(33个样品,产率高达98%)。该反应具有较好的实用性,不仅能够放大至克级规模,同时产物还可以进行合成转化。更为重... 发展了一种钯和布朗斯特酸接力催化下2-吲哚甲醇与邻氨基苯乙炔的串联反应,高收率地合成了结构多样的3,3′-双吲哚衍生物(33个样品,产率高达98%)。该反应具有较好的实用性,不仅能够放大至克级规模,同时产物还可以进行合成转化。更为重要的是,本文通过控制实验详细研究了接力催化体系中两个催化剂活化底物的模式。该反应为接力催化策略在2-吲哚甲醇参与的串联反应中的应用提供了有益的借鉴,也为合成3,3′-双吲哚衍生物提供了高原子经济性的策略。 展开更多

关键词 3 3′-双吲哚 2-吲哚甲醇 邻氨基苯乙炔 接力催化 串联反应

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仲胺转化为甲酰胺的接力催化

6

作者 焦东霞 安静华 +3 位作者 李会香 黄志鹏 王业红 王峰 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第10期161-170,共10页

甲酰胺是重要的化工原料,广泛应用于农药和医药生产中,其合成方法备受关注.目前,主要通过胺与不同甲酰化试剂(甲酸、甲酸盐、甲酰胺和CO_(2)等)的N-甲酰化反应合成甲酰胺.但由于转酰化反应生成的副产物不可避免,原子经济性100%的直接甲... 甲酰胺是重要的化工原料,广泛应用于农药和医药生产中,其合成方法备受关注.目前,主要通过胺与不同甲酰化试剂(甲酸、甲酸盐、甲酰胺和CO_(2)等)的N-甲酰化反应合成甲酰胺.但由于转酰化反应生成的副产物不可避免,原子经济性100%的直接甲酰化成为更理想的合成路径.典型的甲酰胺代表是N,N-二甲基甲酰胺(DMF),工业上通过CH3OH-NaOCH3催化剂催化二甲胺和CO直接甲酰化生成DMF.近年研究者发展了多种直接甲酰化的催化体系,例如N-杂环卡宾、KOH、K2CO3和Co@N掺杂碳催化剂和PdCo双金属催化剂等.本课题组也报道了Ru修饰的氧化铈(Ru/CeO_(2))和羟基磷灰石(Ru-HAP)催化的胺直接甲酰化(Green Chem.,2017,19,88-92和ChemCatChem,2021,13,41594163).然而,相较于伯胺,仲胺的直接甲酰化合成甲酰胺更加困难.因此,开发一种新的仲胺转化策略进而合成高附加值的甲酰胺非常必要.本文发展了一种基于羟基磷灰石负载的钌基催化剂(Ru-HAP)的接力催化策略,以实现仲胺转化为甲酰胺.并以二甲胺为例,研究了仲胺比伯胺难活化的原因.测试了甲胺和二甲胺的直接甲酰化活化能,结果表明,二甲胺与CO甲酰化反应的活化能(67.2 kJ·mol^(-1))高于甲胺与CO反应的活化能(47.6 kJ·mol^(-1)).而甲基甲酰胺与二甲胺转酰化合成DMF的活化能仅为29.9 kJ·mol^(-1)因此该反应更很容易进行.设计接力催化策略,首先甲胺与CO的进行甲酰化反应,生成的甲基甲酰胺可以作为甲酰化试剂再参与二甲胺的转酰化过程生成DMF.为实现上述接力策略,要求催化剂具有双重功能,即在第一步作为甲酰化活性位点,在第二步促进转酰化过程,进而获得DMF.利用过渡金属催化剂对甲酰化反应进行研究,结果表明,酸碱催化剂可有效催化转酰化反应.Ru-HAP由表面的RuOx和具有酸碱性质的载体HAP组成,是实现接力催化二甲胺高效转化的良好候选材料.红外光谱结果� 展开更多

关键词 接力催化 仲胺 反应活化能 Ru修饰的羟基磷灰石 环境影响因子

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合成气直接转化制C_(2+)含氧化合物中接力催化路径设计的研究进展 被引量：2

7

作者 郭淑静 王军峰 +3 位作者 张伟 陈佑涛 葛元征 张磊 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS 北大核心 2022年第4期41-47,共7页

合成气直接转化制C_(2+)含氧化合物(乙醇、乙酸甲酯和多碳醇等)不仅是碳基原料经合成气向化学品转化的关键步骤,也是有效降低醇类等化学品石油依存度的重要途径。在传统费托合成催化剂上,C_(2+)含氧化合物服从Anderson-Schulz-Flory(ASF... 合成气直接转化制C_(2+)含氧化合物(乙醇、乙酸甲酯和多碳醇等)不仅是碳基原料经合成气向化学品转化的关键步骤,也是有效降低醇类等化学品石油依存度的重要途径。在传统费托合成催化剂上,C_(2+)含氧化合物服从Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布,目标产物选择性偏低。近年来,利用接力催化路径催化合成气高选择性制C_(2+)含氧化合物在多个催化剂体系中取得了成功。概述了接力催化路径设计及其合成气直接转化制C_(2+)含氧化合物的研究进展,总结了关键设计策略和典型案例,讨论了影响催化性能的关键因素,如催化剂混合方式(活性位点的空间距离)和原料气n(H2)/n(CO)等。分析认为,接力催化能够打破合成气转化的ASF分布,大幅提高目标产物C_(2+)含氧化合物的选择性。本工作可为开发高活性、高选择性和高稳定性合成气转化催化剂提供思路和启发。 展开更多

关键词 合成气 接力催化 多功能催化剂 C_(2+)含氧化合物

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双铑(Ⅱ)/Xantphos催化的C—H官能团化/烯丙基烷基化串联:从N-芳基-α-重氮-β-酮酯简便制备3-酰基-3-烯丙基氧化吲哚衍生物 被引量：1

8

作者 李芳洁 卢斌 +1 位作者 刘阳 王晓明 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3390-3397,共8页

从易于获得的N-芳基-α-重氮-β-酮酰胺和烯丙基化合物出发,利用新型的[Rh2]/Xantphos催化体系一锅法合成了各种3-酰基-3-烯丙基的氧化吲哚衍生物.这项工作的优点包括操作简便、反应条件温和、官能团兼容性良好和产物易于衍生化等.初步... 从易于获得的N-芳基-α-重氮-β-酮酰胺和烯丙基化合物出发,利用新型的[Rh2]/Xantphos催化体系一锅法合成了各种3-酰基-3-烯丙基的氧化吲哚衍生物.这项工作的优点包括操作简便、反应条件温和、官能团兼容性良好和产物易于衍生化等.初步的机理研究表明,该反应可能经历卡宾诱导的C—H官能团化和Rh(Ⅱ)/Xantphos催化的烯丙基烷基化串联过程.此外,选择Xantphos作为配体对于实现体系中的烯丙基烷基化过程至关重要. 展开更多

关键词 双铑络合物 重氮化合物 氧化吲哚 季碳中心 接力催化

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亚稳醌类分子的活性调控与仿生催化反应

9

作者 左鸿华 钟芳锐 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第3期665-678,共14页

醌及其亚胺类化合物是高亲电性、去芳构化的经典合成子,然而受限于易聚合、易水解等稳定性问题,其制备以及合成应用存在诸多挑战.我们利用仿生催化氧化策略,以易得的酚类化合物为原料,发展了金属催化剂/绿色终端氧化剂组合的催化体系,... 醌及其亚胺类化合物是高亲电性、去芳构化的经典合成子,然而受限于易聚合、易水解等稳定性问题,其制备以及合成应用存在诸多挑战.我们利用仿生催化氧化策略,以易得的酚类化合物为原料,发展了金属催化剂/绿色终端氧化剂组合的催化体系,实现了高活性亚稳醌类分子的原位生成与活性调控,丰富了基于醌中间体的[3+2]、[3+3]、[4+2]等多个环加成反应并实现了区域选择性和立体选择性调控.对我们小组在亚稳醌的活性调控和仿生催化反应方面的研究成果做阶段性小节. 展开更多

关键词 催化氧化 仿生催化 接力催化 氧化环加成 绿色合成 可持续化学

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布朗斯特酸/可见光氧化还原接力催化构建喹唑啉(硫)酮

10

作者 潘振涛 刘彤 +2 位作者 马永敏 颜剑波 王亚军 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2823-2831,共9页

报道了一种布朗斯特酸/可见光氧化还原接力催化合成喹唑啉(硫)酮的方法.在温和的反应条件下,原料2-氨基苯乙酮和异(硫)氰酸酯先后经历了布朗斯特酸催化的[4+2]环化反应和光催化的碳-碳键断裂反应,得到各种不同取代的喹唑啉-2,4-二酮和... 报道了一种布朗斯特酸/可见光氧化还原接力催化合成喹唑啉(硫)酮的方法.在温和的反应条件下,原料2-氨基苯乙酮和异(硫)氰酸酯先后经历了布朗斯特酸催化的[4+2]环化反应和光催化的碳-碳键断裂反应,得到各种不同取代的喹唑啉-2,4-二酮和喹唑啉-2-硫酮-4-酮.该合成方法具有能源和溶剂绿色、无金属催化剂、起始原料简单以及以空气作为绿色氧化剂等特点. 展开更多

关键词 接力催化 可见光催化 绿色合成 喹唑啉酮

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Zn/Ni双金属接力催化:一锅法分子内环异构化/分子间酰胺化反应构建噁唑衍生物 被引量：1

11

作者 张硕 侯梓桐 +8 位作者 宋子贺 苏晓峰 王峰 于一涛 彭丹 崔仕麒 刘一帆 王佳睿 宋建军 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1168-1172,共5页

报道了一种新型的Zn/Ni双金属接力协同催化的串联反应,该方法通过Zn(OTf)2和Ni(ClO4)2·6H2O协同接力催化,一锅法进行分子内环异构化/分子间酰胺化反应构建噁唑衍生物.产物的形成主要是由Zn(OTf)2活化炔丙基酰胺的三键,发生分子内... 报道了一种新型的Zn/Ni双金属接力协同催化的串联反应,该方法通过Zn(OTf)2和Ni(ClO4)2·6H2O协同接力催化,一锅法进行分子内环异构化/分子间酰胺化反应构建噁唑衍生物.产物的形成主要是由Zn(OTf)2活化炔丙基酰胺的三键,发生分子内的环化反应构建噁唑啉中间体,由Ni(ClO4)2·6H2O催化3-羟基-2-苯甲基-异吲哚啉-1-酮类化合物形成酰亚胺离子,继而由噁唑啉中间体与酰亚胺离子发生分子间酰胺化反应实现了噁唑分子的合成.优化部分的对比实验证实Zn(OTf)2和Ni(ClO4)2·6H2O的存在对于该串联反应都是必须条件.大体而言,所有反应都是将各反应物和试剂一次性加入,在空气氛围下100℃加热进行反应.含有不同类型给电子取代基、含有不同富电子的芳环、含有不同吸电子取代基的炔丙基酰胺都可以顺利地和3-羟基-2-苯甲基-异吲哚啉-1-酮反应得到相应的噁唑衍生物,相比而言,含有吸电子基团的炔丙基酰胺比含有给电子基团或富电子的炔丙基酰胺所得到的产物的收率要低一些,这可能是因为含有吸电子基团的炔丙基酰胺所得到的噁唑啉中间体活性较低.3-羟基-2-苯基异吲哚啉-1-酮类化合物、3-羟基-2-苯甲基异吲哚啉-1-酮类化合物和3-羟基-2-苯乙基异吲哚啉-1-酮类化合物对反应同样表现出了良好的兼容性.该方法反应条件简单、原子经济性高、官能团兼容性好,对噁唑衍生物合成和酰亚胺离子形成具有重要的意义. 展开更多

关键词 接力催化 环异构化 酰亚胺离子 酰胺化反应 噁唑衍生物

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Zn/Y双金属接力催化:一锅法分子内环异构化/分子间阿尔德-烯反应构建α-羟基酰胺噁唑衍生物

12

作者 张硕 楼建芳 +8 位作者 王佳睿 宋子贺 彭丹 王峰 闫志旺 崔仕麒 刘一帆 牟秋红 李金辉 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第3期704-713,共10页

报道了一种新型的Zn/Y双金属接力催化的串联反应,该方法通过Zn(OTf)2和Y(OTf)3接力催化,一锅法进行分子内环异构化/分子间阿尔德-烯反应构建α-羟基酰胺噁唑衍生物.产物的形成主要是由Zn(OTf)2活化炔丙基酰胺的叁键发生分子内的环化反... 报道了一种新型的Zn/Y双金属接力催化的串联反应,该方法通过Zn(OTf)2和Y(OTf)3接力催化,一锅法进行分子内环异构化/分子间阿尔德-烯反应构建α-羟基酰胺噁唑衍生物.产物的形成主要是由Zn(OTf)2活化炔丙基酰胺的叁键发生分子内的环化反应构建噁唑啉中间体,由Y(OTf)3催化1-苄基吲哚啉-2,3-二酮类化合物,继而由噁唑啉中间体与1-苄基吲哚啉-2,3-二酮类化合物发生分子间阿尔德-烯反应,实现了α-羟基酰胺噁唑衍生物的合成.优化部分的对比实验证实,Zn(OTf)2和Y(OTf)3的存在对于该串联反应都是必须条件.所有反应都是将各反应物和试剂一次性加入,在空气氛围下100℃加热进行反应.该方法反应条件简单、原子经济性高、官能团兼容性好,对噁唑衍生物合成具有重要的意义. 展开更多

关键词 接力催化 环异构化 阿尔德-烯反应 噁唑衍生物

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利用双金属接力催化策略合成环状有机化合物研究进展

13

作者 许珈铭 向羽 +1 位作者 林维晟 苗志伟 《大学化学》 CAS 2024年第3期239-257,共19页

环状有机化合物在有机化学、药物化学和材料科学领域具有广泛应用,过渡金属催化的成环反应是制备多种环状化合物的有效方法之一。近年来科学家在研究单一过渡金属催化成环反应体系的基础上,进一步开发了金属/金属组合的接力催化体系,双... 环状有机化合物在有机化学、药物化学和材料科学领域具有广泛应用,过渡金属催化的成环反应是制备多种环状化合物的有效方法之一。近年来科学家在研究单一过渡金属催化成环反应体系的基础上,进一步开发了金属/金属组合的接力催化体系,双金属接力催化体系因其可以促进单一金属催化体系无法实现的转化而受到了极大的关注。本文综述了近五年来利用双金属接力催化策略实现环状有机化合物合成的研究进展,并对该领域的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 双金属接力催化 环状化合物 合成

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