由于认识到化石燃料的消耗性和对环境的破坏性影响，人们大力推动用可持续来源的化学品取代从化石燃料衍生的化学品。生物质衍生物已成为一种有吸引力的解决方案，但是一个重要的挑战是将源自非食用来源（如木质纤维素）的常见C5-C6前体的碳数增加到柴油和喷气燃料所需的C10-C20范围。这些C5-C6前体包括2，5-二甲基呋喃（2，5-DMF），2-甲基呋喃（2-MF）和羟甲基糠醛（HMF）。最近，使用电化学进行有机合成的兴趣激增，这提供了使用其他方法难以生成的反应性中间体的途径。在生物质转化的背景下，电化学已被证明有效地氧化乙醇、甘油、苯甲醇、糠醛和HMF等，以产生高附加值的液体产品。然而，很少有报道表明电化学偶联可用于合成生物柴油或喷气燃料的前体。

有鉴于此，美国波士顿学院王敦伟教授等人，报道了一种将生物质衍生的C5/C6化合物与增值燃料前体偶联的电化学方法。

本文要点

1）报告了2-MF和3-己烯-2,5-二酮（HEO）的电化学诱导的偶联反应（用于合成燃料前体）。两种反应物都是木质纤维素加工的产物，因此潜在地低成本并且适合大规模生产。其中2-MF是通过糠醛还原而制得的，糠醛的还原已经商业化。通过一步氧化2,5-DMF可以很容易地获得HEO，这是一种被广泛研究的生物质转化产物。该策略利用了自由基链反应的优势。该反应的另一个好处是，唯一的副产物是H₂，H₂是一种有价值的分子，也可以用作燃料。

2）仅使用2%的等效电荷，2-甲基呋喃(2 - MF)被氧化生成阳离子自由基，该自由基容易与3-己烯-2,5-二酮（2,5-二甲基呋喃的衍生物）反应生成3 -（5-甲基呋喃-2-基）己烷-2,5-二酮。只需一步即可将产品转化为4-乙基壬烷（生物柴油/喷气燃料的一种成分），产率极好。

3）重要的是，该反应对氧不敏感，并且发现微量的水促进了反应。详细的机理研究证实了所提出的反应途径。该机制的关键是电化学产生的自由基。自由基在反应周期结束时再生，因此法拉第效率为4700％。

参考文献：

Rong Chen et al. Electrochemically‐Triggered Chain Reactions for the Conversion of Furan Derivatives. Angew., 2021.

DOI: 10.1002/anie.202016601

https://doi.org/10.1002/anie.202016601