Nat Commun: 利用分子氢对酰胺和相关化合物进行均相和非均相催化还原
雨辰 雨辰 2020-08-07

酰胺的催化加氢是从事有机合成的化学家们非常感兴趣的问题,其所得的产物胺可以广泛应用于天然产物、药物、农药、染料等领域。与传统的使用化学计量还原剂还原酰胺相比,使用分子氢直接氢化酰胺是一种更绿色的方法。此外,酰胺加氢是一种高度通用的转化,因为通过微调反应条件,不仅可以选择性地获得高级胺(通过C–O裂解获得),而且还可以得到低级胺和醇或氨基醇(通过C–N裂解获得)。

有鉴于此,德国罗斯托克大学莱布尼茨催化研究所(LIKAT Rostock)的Matthias Beller教授和西班牙UPV-CSIC化学技术研究所(ITQ)的Rosa Adam等人,综述了近年来国内外在使用分子定义的均相催化剂和纳米结构的非均相催化剂催化氢化酰胺方面的最新进展,重点介绍了催化剂的开发和合成应用。

本文要点

1将惰性碳-氢键直接转化为C-C或C-X (X =杂原子)键是当前均相催化中最重要的研究课题之一。但是,由于C–H键的高惰性,以有效和选择性的方式实现这种转化非常具有挑战性。因此,使用由作为“内部配体”的配位基组成的directing groups可以将金属催化剂引导至分子中的特定C–H键,从而使其选择性裂解并随后进行功能化。

2从工业角度看,酰胺作为重要聚合物结构的组成部分也很有趣,例如尼龙和相关的聚酰胺或聚丙烯酰胺。在这种情况下,开发有效的酰胺加氢方法可能会对此类聚合物的再循环利用产生影响。此外,可以通过后聚合改性从这些已知的聚合物获得新型材料。实际上,最近已经研究了使用硼氢化物还原聚丙烯酰胺来合成聚烯丙基醇聚合物。

3使用胺、H2和酰胺型衍生物作为LOHC系统,由CO2和/或CO合成低温(<150 C)甲醇。这些以酰胺键加氢作用为核心的策略已经证明了它们的可行性。

参考文献:

Cabrero-Antonino, J.R., Adam, R., Papa, V. et al. Homogeneous and heterogeneous catalytic reduction of amides and related compounds using molecular hydrogen. Nat Commun 11, 3893 (2020).

DOI: 10.1038/s41467-020-17588-5

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17588-5


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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