将有机烃类和CO2共同反应可以给CO2的高效转化利用提供了新的机会。然而,目前有机烃类和CO2之间形成碳-碳键的需要消耗化学计量试剂来克服底物低反应活性的缺陷。有鉴于此,斯坦福大学的Matthew W. Kanan教授等报道了一个简单的半连续循环,可以将芳烃、二氧化碳和酒精转化为芳香酯,而不需要使用化学计量试剂。该循环主要依赖于分散在介孔载体上的碱碳酸盐(M2CO3,其中M+ = K+或Cs+)组成的固体碱。研究表明,纳米尺度的限制破坏了M2CO3的结晶度,使其在中等温度下产生强碱性反应。整个循环包括两个不同的步骤:(1)CO32-促进C-H羧基化,其中烃基被负载的M2CO3脱质子,与CO2反应形成负载的羧酸盐(RCO2M);(2)甲基化,RCO2M与甲醇和CO2反应,生成可分离的甲酯,同时再生M2CO3。
Dianne J. Xiao, Emma D. Chant, Amy D. Frankhouser, Ying Chen, Allison Yau, Nancy M. Washton & Matthew W. Kanan. A closed cycle for esterifying aromatic hydrocarbons with CO2 and alcohol. Nat. Chem.,2019
Doi:10.1038/s41557-019-0313-y
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