有机化学 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 1423-1444.DOI: 10.6023/cjoc202311016 上一篇 下一篇
综述与进展
姜晓琳a,*(), 王超洋c, 武利园c, 李跃辉b,*()
收稿日期:
2023-11-19
修回日期:
2023-12-21
发布日期:
2024-01-11
基金资助:
Xiaolin Jianga(), Chaoyang Wangc, Liyuan Wuc, Yuehui Lib()
Received:
2023-11-19
Revised:
2023-12-21
Published:
2024-01-11
Contact:
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咔唑具有刚性平面结构和共轭π电子特征, 表现出优异的电子传输性质. 咔唑的N原子和芳环上容易进行化学修饰, 以咔唑作为骨架或连接单元, 人们方便地开发出结构多样的咔唑基配体和聚合物, 并在催化和功能材料等研究领域中得到了广泛的应用. 二氧化碳催化转化制备燃料和化学品, 可以为实现双碳目标提供重要的技术支撑. 综述了近年来咔唑基配体、咔唑基金属配合物及含咔唑结构的多相材料在催化CO2相关反应方面的研究进展. 通过介绍催化剂制备方法, 归纳总结均相催化以及多相催化反应等内容, 将为深入理解咔唑单元在催化中的重要作用, 提升咔唑基材料的催化效率提供重要的参考信息.
姜晓琳, 王超洋, 武利园, 李跃辉. 含咔唑结构的小分子及聚合物催化二氧化碳转化研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1423-1444.
Xiaolin Jiang, Chaoyang Wang, Liyuan Wu, Yuehui Li. Advances in Catalytic Conversion of CO2 with Carbazole-Based Molecules and Polymers[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2024, 44(5): 1423-1444.
[1] |
Zhang, L.; Han, Z.; Zhang, L.; Li, M.; Ding, K. Chin. J. Org. Chem. 2016, 36, 1824 (in Chinese).
|
( 张琳莉, 韩召斌, 张磊, 李明星, 丁奎岭, 有机化学, 2016, 36, 1824.)
doi: 10.6023/cjoc201603014 |
|
[2] |
Zhang, L.; Zhao, Z.; Wang, T.; Gong, J. Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 5423.
doi: 10.1039/c8cs00016f pmid: 29799046 |
[3] |
Zhang, X.; Zhang, G.; Song, C.; Guo, X. Front. Energy Res. 2021, 8, 622119.
|
[4] |
Huang, W.; Qiu, L.; Ren, F.; He, L. Chin. J. Org. Chem. 2021, 41, 3914 (in Chinese).
|
( 黄文斌, 邱丽琪, 任方煜, 何良年, 有机化学, 2021, 41, 3914.)
|
|
[5] |
Peris, E.; Crabtree, R. H. Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 1959.
|
[6] |
Kleinhans, G.; Karhu, A. J.; Boddaert, H.; Tanweer, S.; Wunderlin, D.; Bezuidenhout, D. I. Chem. Rev. 2023, 123, 8781.
|
[7] |
Lee, T.-Y.; Lin, Y.-J.; Chang, Y.-Z.; Huang, L.-S.; Ko, B.-T.; Huang, J.-H. Organometallics 2017, 36, 291.
|
[8] |
Wucher, B.; Moser, M.; Schumacher, S. A.; Rominger, F.; Kunz, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4417.
|
[9] |
Jürgens, E.; Back, O.; Mayer, J. J.; Heinze, K.; Kunz, D. Z. Naturforscher 2016, 71, 1011.
|
[10] |
Jürgens, E.; Buys, K. N.; Schmidt, A.-T.; Furfari, S. K.; Cole, M. L.; Moser, M.; Rominger, F.; Kunz, D. New J. Chem. 2016, 40, 9160.
|
[11] |
Watt, F. A.; Sieland, B.; Dickmann, N.; Schoch, R.; Herbst-Irmer, R.; Ott, H.; Paradies, J.; Kuckling, D.; Hohloch, S. Dalton Trans. 2021, 50, 17361.
|
[12] |
Maulbetsch, T.; Jürgens, E.; Kunz, D. Chem.-Eur. J. 2020, 26, 10634.
|
[13] |
Maulbetsch, T.; Kunz, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 2007.
doi: 10.1002/anie.202013434 pmid: 33078891 |
[14] |
Jordan, R.; Kunz, D. Molecules 2021, 26, 1669.
|
[15] |
Ibáñez, S.; Peris, E. Chem.-Eur. J. 2021, 27, 9661.
|
[16] |
Pinter, P.; Schüßlbauer, C. M.; Watt, F. A.; Dickmann, N.; Herbst- Irmer, R.; Morgenstern, B.; Grünwald, A.; Ullrich, T.; Zimmer, M.; Hohloch, S.; Guldi, D. M.; Munz, D. Chem. Sci. 2021, 12, 7401.
|
[17] |
Westhuizen, D.; Slabber, C. A.; Fernandes, M. A.; Joubert, D. F.; Kleinhans, G.; Westhuizen, C. J.; Stander, A.; Munro, O. Q.; Bezuidenhout, D. I. A. Chem.-Eur. J. 2021, 27, 8295.
doi: 10.1002/chem.202100598 pmid: 33822431 |
[18] |
Huang, H. H.; Zhang, J. H.; Dai, M.; Liu, L.; Ye, Z.; Liu, J.; Zhong, D. C.; Wang, J. W.; Zhao, C.; Ke, Z. PANS 2022, 119, e2119267119.
|
[19] |
Johnson, K. R. D.; Hayes, P. G. Organometallics 2009, 28, 6352.
|
[20] |
Grüger, N.; Rodríguez, L.-I.; Wadepohl, H.; Gade, L. H. Inorg. Chem. 2013, 52, 2050.
doi: 10.1021/ic302454n pmid: 23363395 |
[21] |
Plundrich, G. T.; Wadepohl, H.; Clot, E.; Gade, L. H. Chem.-Eur. J. 2016, 22, 9283.
doi: 10.1002/chem.201601213 pmid: 27258989 |
[22] |
Ott, J. C.; Wadepohl, H.; Gade, L. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 9448.
|
[23] |
Merz, L. S.; Ballmann, J.; Gade, L. H. Eur. J. Inorg. Chem. 2020, 2020, 2023.
|
[24] |
Ott, J. C.; Wadepohl, H.; Gade, L. H. Inorg. Chem. 2021, 60, 3927.
|
[25] |
Inoue, M.; Suzuki, T.; Nakada, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1140.
|
[26] |
Johnson, K. R. D.; Kamenz, B. L.; Hayes, P. G. Organometallics 2014, 33, 3005.
|
[27] |
DeMott, J. C.; Dekarske, J. R.; McCulloch, B. J.; Ozerov, O. V. Inorg. Chem. Front. 2015, 2, 912.
|
[28] |
Tian, Y.; Jürgens, E.; Kunz, D. Chem. Commun. 2018, 54, 11340.
|
[29] |
Nolla-Saltiel, R.; Geer, A. M.; Lewis, W.; Blake, A. J.; Kays, D. L. Chem. Commun. 2018, 54, 1825.
|
[30] |
Turunc, E.; Gumus, I.; Arslan, H. Mater. Chem. Phys. 2020, 243,122597.
|
[31] |
Yu, C.-H.; Zhu, C.; Ji, X.; Hu, W.; Xie, H.; Bhuvanesh, N.; Fang, L.; Ozerov, O. V. Inorg. Chem. Front. 2020, 7, 4357.
|
[32] |
Huang, Z.; Jiang, X.; Zhou, S.; Yang, P.; Du, C. X.; Li, Y. ChemSusChem 2019, 12, 3054.
|
[33] |
Wang, H.; Li, Y.; Sun, Y.; Li, Y. J. Org. Chem. 2023, 88, 8835.
|
[34] |
Rzayev, J.; Zhang, Z.; Durand, N.; Soule, J. F. Org. Lett. 2022, 24, 6755.
doi: 10.1021/acs.orglett.2c02514 pmid: 36083787 |
[35] |
Huang, Z.; Tang, J.; Jiang, X.; Xie, T.; Zhang, M.; Lan, D.; Pi, S.; Tan, Z.; Yi, B.; Li, Y. Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 4842.
|
[36] |
Qi, H.; Huang, Z.; Wang, M.; Yang, P.; Du, C.-X.; Chen, S.-W.; Li, Y. J. Catal. 2018, 363, 63.
|
[37] |
Li, H.; Dong, K.; Jiao, H.; Neumann, H.; Jackstell, R.; Beller, M. Nat. Chem. 2016, 8, 1159.
|
[38] |
Huang, Z.; Dong, Y.; Jiang, X.; Wang, F.; Du, C.-X.; Li, Y. J. Catal. 2022, 409, 98.
|
[39] |
Du, M.; Sun, Y.; Zhao, J.; Hu, H.; Sun, L.; Li, Y. Chin. Chem. Lett. 2023, 43, 108269.
|
[40] |
Fan, Z.; Chen, S.; Zou, S.; Xi, C. ACS Catal. 2022, 12, 2781.
|
[41] |
Ye, J.; Ju, T.; Huang, H.; Liao, L.; Yu, D. Acc. Chem. Res. 2021, 54, 2518.
|
[42] |
Huang, W.; Lin, J.; Deng, F.; Zhong, H. Asian J. Org. Chem. 2022, 11, e202200220.
|
[43] |
Mao, B.; Wei, J.; Shi, M. Chem. Commun. 2022, 58, 9312.
|
[44] |
Müller, A. V.; Faustino, L. A.; de Oliveira, K. T.; Patrocinio, A. O. T.; Polo, A. S. ACS Catal. 2022, 13, 633.
|
[45] |
Uoyama, H.; Goushi, K.; Shizu, K.; Nomura, H.; Adachi, C. Nature 2012, 492, 234.
|
[46] |
Luo, J.; Zhang, J. ACS Catal. 2016, 6, 873.
|
[47] |
Shang, T.-Y.; Lu, L.-H.; Cao, Z.; Liu, Y.; He, W.-M.; Yu, B. Chem. Commun. 2019, 55, 5408.
|
[48] |
Meng, Q.-Y.; Schirmer, T. E.; Berger, A. L.; Donabauer, K.; König, B. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 11393.
|
[49] |
Fu, Q.; Bo, Z.-Y.; Ye, J.-H.; Ju, T.; Huang, H.; Liao, L.-L.; Yu, D.-G. Nat. Commun. 2019, 10, 3259.
|
[50] |
Zhang, B.; Yi, Y.; Wu, Z.-Q.; Chen, C.; Xi, C. Green Chem. 2020, 22, 5961.
|
[51] |
Zhou, W.-J.; Wang, Z.-H.; Liao, L.-L.; Jiang, Y.-X.; Cao, K.-G.; Ju, T.; Li, Y.; Cao, G.-M.; Yu, D.-G. Nat. Commun. 2020, 11, 3263.
|
[52] |
Yi, Y.; Xi, C. Chin. J. Catal. 2022, 43, 1652.
|
[53] |
Ju, T.; Fu, Q.; Ye, J.; Zhang, Z.; Liao, L.; Yan, S.; Tian, X.; Luo, S.; Li, J.; Yu, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 13897.
|
[54] |
Zhang, Z.; Ye, J.; Ju, T.; Liao, L.; Huang, H.; Gui, Y.; Zhou, W.; Yu, D. ACS Catal. 2020, 10, 10871.
|
[55] |
Yan, S.; Liu, S.; Chen, L.; Bo, Z.; Jing, K.; Gao, T.; Yu, B.; Lan, Y.; Luo, S.; Yu, D. Chem 2021, 7, 3099.
|
[56] |
Ju, T.; Zhou, Y.; Cao, K.; Fu, Q.; Ye, J.; Sun, G.; Liu, X.; Chen, L.; Liao, L.; Yu, D. Nat. Catal. 2021, 4, 304.
|
[57] |
Xu, P.; Wang, S.; Xu, H.; Liu, Y.-Q.; Li, R.-B.; Liu, W.-W.; Wang, X.-Y.; Zou, M.-L.; Zhou, Y.; Guo, D.; Zhu, X. ACS Catal. 2023, 13, 2149.
|
[58] |
Wang, Y.; Gao, X.-W.; Li, J.; Chao, D. Chem. Commun. 2020, 56, 12170.
|
[59] |
Wang, Y.; Liu, T.; Chen, L.; Chao, D. Inorg. Chem. 2021, 60, 5590.
|
[60] |
Wang, Y.; Chen, L.; Liu, T.; Chao, D. Dalton Trans. 2021, 50, 6273.
|
[61] |
Liu, T.; Chen, L.; Chao, D. Dalton Trans. 2022, 51, 4052.
|
[62] |
Liu, T.; Li, Y.; Fang, Y.; Fu, Y.; Chen, L.; Chao, D. Chem.-Asian J. 2022, 17, e202200846.
|
[63] |
Xie, W.; Xu, J.; Md Idros, U.; Katsuhira, J.; Fuki, M.; Hayashi, M.; Yamanaka, M.; Kobori, Y.; Matsubara, R. Nat. Chem. 2023, 15, 794.
|
[64] |
Liang, H.-P.; Acharjya, A.; Anito, D. A.; Vogl, S.; Wang, T.-X.; Thomas, A.; Han, B.-H. ACS Catal. 2019, 9, 3959.
|
[65] |
Wang, W.; Xi, Y.; Yang, C.; Byun, J.; Cheng, J.; Wang, S.; Wang, X. ChemCatChem 2022, 14, e202101872.
|
[66] |
Nakada, A.; Miyakawa, R.; Itagaki, R.; Kato, K.; Takashima, C.; Saeki, A.; Yamakata, A.; Abe, R.; Nakai, H.; Chang, H.-C. J. Mater. Chem. A 2022, 10, 19821.
|
[67] |
Das, R.; Paul, R.; Parui, A.; Shrotri, A.; Atzori, C.; Lomachenko, K. A.; Singh, A. K.; Mondal, J.; Peter, S. C. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 422.
|
[68] |
Lei, K.; Wang, D.; Ye, L.; Kou, M.; Deng, Y.; Ma, Z.; Wang, L.; Kong, Y. ChemSusChem 2020, 13, 1725.
|
[69] |
Ye, W.; Wang, Y.; Ji, G.; Zhang, F.; Zhao, Y.; Liu, Z. ChemSusChem 2022, 15, e202200759.
|
[70] |
Hong, X.; Fang, Y.; Chao, D. Mol. Catal. 2023, 549, 113476.
|
[71] |
Hu, X.-M.; Salmi, Z.; Lillethorup, M.; Pedersen, E. B.; Robert, M.; Pedersen, S. U.; Skrydstrup, T.; Daasbjerg, K. Chem. Commun. 2016, 52, 5864.
|
[72] |
Ren, Y.; Chang, R.; Hu, X.; Guo, J.; Hao, G.; Lu, A. Chin. Chem. Lett. 2023, 34, 108634.
|
[73] |
Chen, X.; Liu, W.; Sun, Y.; Tan, T.; Du, C.-X.; Li, Y. Small Methods 2023, 7, 2201311.
|
[74] |
Yoshida, S.; Sampei, M.; Todoroki, N.; Hisamura, E.; Nakao, K.; Albrecht, K.; Wadayama, T. Chem. Commun. 2023, 59, 3459.
|
[75] |
Xue, H.; Zhu, H.; Huang, J.; Liao, P.; Chen, X. Chin. Chem. Lett. 2023, 34, 107134.
|
[76] |
Boro, B.; Kalita, P.; Vijayaprabhakaran, A.; Dao, D. Q.; Nandy, S.; Chae, K. H.; Nailwal, Y.; Kathiresan, M.; Mondal, J. ACS Appl. Nano Mater. 2023, 6, 11788.
|
[77] |
Wang, T.; Han, B. Chin. Sci. Bull. 2020, 65, 3389 (in Chinese).
|
( 王天雄, 韩宝航, 科学通报, 2020, 65, 3389.)
|
|
[78] |
Molla, R. A.; Bhanja, P.; Ghosh, K.; Islam, S. S.; Bhaumik, A.; Islam, S. M. ChemCatChem 2017, 9, 1939.
|
[79] |
Ghosh, S.; Ghosh, A.; Riyajuddin, S.; Sarkar, S.; Chowdhury, A. H.; Ghosh, K.; Islam, S. M. ChemCatChem 2020, 12, 1055.
|
[80] |
Yu, W.; Gu, S.; Fu, Y.; Xiong, S.; Pan, C.; Liu, Y.; Yu, G. J. Catal. 2018, 362, 1.
|
[1] | 夏坤, 张开发, Sher Wali Khan, 阿布力米提•阿布都卡德尔. 二氧化碳参与的三组分偶联反应进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1506-1525. |
[2] | 密思怡, 马隆龙, 刘建国. 连续流选择性加氢技术研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1445-1457. |
[3] | 段东森, 马媛, 刘宇博, 程富, 朱道勇, 王少华. 可见光诱导的二氧化碳对活化烯烃的脱碳羧基化反应[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1675-1685. |
[4] | 侯梦莹, 王爱娥, 黄培强. 硝基化合物均相催化氢化研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(4): 1094-1105. |
[5] | 吕帅, 朱钢国, 姚金忠, 周宏伟. 电化学介导的氧化羧化及二氧化碳还原羧化制备羧酸的研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(3): 780-808. |
[6] | 刘继宇, 李圣玉, 陈款, 朱茵, 张元. 三苯胺功能化有序介孔聚合物作为无金属光催化剂用于二硫化物合成[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 605-612. |
[7] | 欧世国, 柴瑞瑞, 李家豪, 王大伟, 桑欣欣. 金属-有机框架衍生的植酸铁催化氢转移高效制备2-芳基苯并噁唑[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2934-2945. |
[8] | 廖旭, 王泽宇, 唐武飞, 林金清. 多孔有机聚合物用于化学固定二氧化碳的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2699-2710. |
[9] | 刘露, 张曙光, 胡仁威, 赵晓晓, 崔京南, 贡卫涛. 基于多羟基柱[5]芳烃的酚醛多孔聚合物合成及CO2催化转化[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2808-2814. |
[10] | 宋姿洁, 刘俊, 白赢, 厉嘉云, 彭家建. 利用硅氢加成反应催化转化二氧化碳研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2068-2080. |
[11] | 刘双, 邹亮华, 王晓明. 均相钴催化氨硼烷的脱氢及转移氢化反应的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1713-1725. |
[12] | 莫百川, 陈春霞, 彭进松. 木质素及其衍生物负载金属催化剂在有机合成中的应用研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1215-1240. |
[13] | 潘永周, 蒙秀金, 王迎春, 何慕雪. 电化学固定CO2构建羧酸衍生物的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1416-1434. |
[14] | 刘桂杰, 付正强, 陈飞, 徐彩霞, 李敏, 刘宁. N-杂环卡宾-吡啶锰配合物/四丁基碘化铵催化CO2和环氧化物合成环状碳酸酯[J]. 有机化学, 2023, 43(2): 629-635. |
[15] | 苏沛锋, 倪金煜, 柯卓锋. 二氧化碳硅氢化及相关转化的均相催化体系研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(10): 3526-3543. |
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