有机化学 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (10): 3077-3090.DOI: 10.6023/cjoc202405033 上一篇 下一篇
综述与进展
收稿日期:
2024-05-25
修回日期:
2024-08-21
发布日期:
2024-09-10
基金资助:
Yuyuan Zhang, Changjie Yang, Haitao Tang, Yingming Pan*()
Received:
2024-05-25
Revised:
2024-08-21
Published:
2024-09-10
Contact:
*E-mail: Supported by:
文章分享
异相催化固定CO2的反应作为一种将CO2资源化利用的有效途径, 对促进“碳中和”与“碳达峰”具有重要意义, 并且该反应的探究对于其他催化体系的建立也具有指导意义. 重点介绍了使用异相催化技术在光催化、电催化、热催化、光热催化与光电催化中固定CO2合成系列羰基衍生物反应的最新研究进展, 主要介绍了不同异相催化剂催化CO2制备系列羰基衍生物的反应, 且采用不同催化方式进行了系统分类, 讨论了这些反应的反应机制, 为今后设计与实现异相催化固定CO2反应提供了参考.
张誉元, 杨昌杰, 唐海涛, 潘英明. 异相催化固定二氧化碳合成羰基衍生物的研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(10): 3077-3090.
Yuyuan Zhang, Changjie Yang, Haitao Tang, Yingming Pan. Heterogeneous Catalytic Fixation of Carbon Dioxide for Synthesis of Carbonyl Derivatives[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2024, 44(10): 3077-3090.
[1] |
Liu, L.-C.; Corma, A. Chem. Rev. 2023, 123, 4855.
|
[2] |
Huang, W.-Y.; Wang, G.-Q.; Li, W.-H.; Li, T.-T.; Ji, G.-J.; Ren, S.-C.; Jiang, M.; Yan, L.; Tang, H.-T.; Pan, Y.-M.; Ding, Y.-J. Chem 2020, 6, 2300.
|
[3] |
Jia, J.-S.; Cao, Y.; Wu, T.-X.; Tao, Y.; Pan, Y.-M.; Huang, F.-P.; Tang, H.-T. ACS Catal. 2021, 11, 6944.
|
[4] |
Kisch, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9588.
|
[5] |
Jaramillo, T. F.; Jørgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317, 100.
pmid: 17615351 |
[6] |
Wang, X.-S.; Yang, X.; Chen, C.-H.; Li, H.-F.; Huang, Y.-B.; Cao, R. Acta Chim. Sinica 2022, 80, 22. (in Chinese)
|
(王旭生, 杨胥, 陈春辉, 李红芳, 黄远标, 曹荣, 化学学报, 2022, 80, 22.)
doi: 10.6023/A21100455 |
|
[7] |
Xiong, T.-K.; Zhou, X.-Q.; Zhang, M.; Tang, H.-T.; Pan, Y.-M.; Liang, Y. Green Chem. 2021, 23, 4328.
|
[8] |
Xie, Y.-Y.; Pan, Y.-M. Green Chem. 2024, DOI: 10.1039/D4GC02829E.
|
[9] |
Pan, Y.-Z.; Qi, X.; Zhu, J.-X.; Wang, Y.-C.; Liang, Y.; Wang, H.-S; Tang, H.-T.; Pan, Y.-M. Org. Lett. 2022, 24, 8239.
|
[10] |
Sun, G.-Q.; Yu, P.; Zhang, W.; Zhang, W.; Wang, Y.; Liao, L.-L.; Zhang, Z.; Li, L.; Lu, Z.-P.; Yu, D.-G.; Lin, S. Nature 2023, 615, 67.
|
[11] |
Ertl, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3524.
|
[12] |
Centi, G.; Perathoner, S. Catal. Today 2009, 148, 191.
|
[13] |
Aresta, M.; Dibenedetto, A.; Angelini, A. J. CO2 Util. 2014, 3-4, 65.
|
[14] |
Liu, Q.; Wu, L.; Jackstell, R.; Beller, M. Nat. Commun. 2015, 6, 5933.
|
[15] |
Peters, M.; Köhler, B.; Kuckshinrichs, W.; Leitner, W.; Markewitz, P.; Müller, T. E. ChemSusChem 2011, 4, 1216.
|
[16] |
Kondratenko, E. V.; Mul, G.; Baltrusaitis, J.; Larrazábal, G. O.; Pérez-Ramírez, J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3112.
|
[17] |
Qiao, J.-L.; Liu, Y.-Y.; Hong, F.; Zhang, J.-J. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 631.
|
[18] |
Tao, Z.; Rooney, C. L.; Liang, Y.; Wang, H. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 19630.
|
[19] |
Fu, X.; Zhang, J.; Kang, Y. React. Chem. Eng. 2021, 6, 612.
|
[20] |
Hori, Y.; Kikuchi, K.; Suzuki, S. Chem. Lett. 1985, 14, 1695.
|
[21] |
Isse, A. A.; Durante, C.; Gennaro, A. Electrochem. Commun. 2011, 13, 810.
|
[22] |
Zhang, Y.; Yu, S.; Luo, P.; Xu, S.; Zhang, X.; Zhou, H.; Du, J.; Yang, J.; Xin, N.; Kong, Y.; Liu, J.; Chen, B.; Lu, J. R. Soc. Open Sci. 2018, 5, 180897.
|
[23] |
Cao, Y.-M.; Li, D.-Y.; Ding, C.-M.; Ye, S.; Zhang, X.-W.; Chi, H.-B.; Liu, L.-Q.; Liu, Y.; Xiao, J.-P.; Li, C. ACS Catal. 2023, 13, 11902.
|
[24] |
Peng, X.; Karakalos, S. G.; Mustain, W. E. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 1734.
|
[25] |
Li, Z.-Y.; Yang, Y.-S.; Wei, M. Acta Chim. Sinica 2022, 80, 199. (in Chinese)
|
(李泽洋, 杨宇森, 卫敏, 化学学报, 2022, 80, 199.)
doi: 10.6023/A21110493 |
|
[26] |
Jiang, G.-M.; Su, Y.-P.; Li, H.-X.; Chen, Y.-F.; Li, S.; Bu, Y.-B.; Zhang, Z.-T. Appl. Surf. Sci. 2021, 549, 149277.
|
[27] |
Rao, R.-C.; Shao, F.-L.; Dong, X.-Z.; Dong, H.-Z.; Fang, S.; Sun, H.; Ling, Q. Appl. Surf. Sci. 2020, 513, 145771.
|
[28] |
Naqvi, S. T. R.; Shirinfar, B.; Majeed, S.; Najam-Ul-Haq, M.; Hussain, D.; Iqbal, T.; Ahmed, N. Analyst 2018, 143, 5610.
|
[29] |
Guan, A.; Quan, Y.; Chen, Y.; Liu, Z.; Zhang, J.; Kan, M.; Zhang, Q.; Huang, H.; Qian, L.; Zhang, L.; Zheng, G. Chin. J. Catal. 2022, 43, 3134.
|
[30] |
Jiang, Y.-L.; Li, G.-C.; Chen, Q.-S.; Xu, Z.-N.; Lin, S.-S.; Guo, G.-C. Acta Chim. Sinica 2022, 80, 703. (in Chinese)
|
(蒋银龙, 李国超, 陈青松, 徐忠宁, 林姗姗, 郭国聪, 化学学报, 2022, 80, 7037.)
|
|
[31] |
Ren, B.; Wen, G.; Gao, R.; Luo, D.; Zhang, Z.; Qiu, W.; Ma, Q.; Wang, X.; Cui, Y.; Ricardez-Sandoval, L.; Yu, A.; Chen, Z. Nat. Commun. 2022, 13, 2486.
|
[32] |
Álvarez, A.; Bansode, A.; Urakawa, A.; Bavykina, A. V.; Wezendonk, T. A.; Makkee, M.; Gascon, J.; Kapteijn, F. Chem. Rev. 2017, 117, 9804.
doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00816 pmid: 28656757 |
[33] |
Jiang, Y.-L.; Shan, J.-Q.; Wang, P.-T.; Huang, L.-S.; Zheng, Y.; Qiao, S.-Z. ACS Catal. 2023, 13, 3101.
|
[34] |
Hao, Y.; Yan, X.; Liu, X.; Qin, S.; Zhu, Z.; Panchal, B.; Chang, T. J. CO2 Util. 2022, 56, 101867.
|
[35] |
Guo, L.; Zhang, R.; Xiong, Y.; Chang, D.; Zhao, H.; Zhang, W.; Zheng, W.; Chen, J.; Wu, X. Molecules 2020, 25, 3627.
|
[36] |
Dai, X.-Y.; Qi, K.; Liu, C. Carbon 2023, 202, 1.
|
[37] |
Li, D.; Kassymova, M.; Cai, X.; Zang, S.; Jiang, H. Coord. Chem. Rev. 2020, 412, 213262.
|
[38] |
Lu, Q.; Eid, K.; Li, W.; Abdullah, A. M.; Xu, G.; Varma, R. S. Green Chem. 2021, 23, 5394.
|
[39] |
Li, L.; Dai, X.; Chen, D.-L.; Zeng, Y.; Hu, Y.; Lou, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, 202205839.
|
[40] |
Gong, E.; Ali, S.; Hiragond, C. B.; Kim, H. S.; Powar, N. S.; Kim, D.; Kim, H.; In, S.-I. Energy Environ. Sci. 2022, 15, 880.
|
[41] |
Inoue, T.; Fujishima, A.; Konishi, S. Nature 1979, 277, 637.
|
[42] |
Yuan, T.; Wu, Z.-W.; Zhai, S.-M.; Wang, R.; Wu, S.-T.; Cheng, J.-J.; Zheng, M.-F.; Wang, X.-C. Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, e20230486.
|
[43] |
Li, X.-J.; Niu, X.-X.; Fu, P.; Song, Y.-R. Appl. Catal. B 2024, 350, 123943.
|
[44] |
Li, L.; Liu, W.-X.; Ying, H.-H.; He, X.; Shang, S.; Zhang, P.; Zhang, X.-D.; Liu, S.-H.; Wang, H.; Xie, Y. CCS Chem. 2024, DOI: 10.31635/ccschem.024.202404189.
|
[45] |
Yuan, S.-B.; Bai, P.; He, Y.; Chen, J.-F.; Zhao, Y.-C.; Li, Y.-D. J. CO2 Util. 2023, 71, 102453.
|
[46] |
Yang, Z.-Y.; Shen, C.-R.; Dong, K.-W. Chin. J. Chem. 2022, 40, 2734.
|
[47] |
Wei, R.-J.; Xie, M.; Xia, R.-Q.; Chen, J.; Hu, H.-J.; Ning, G.-H.; Li, D. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 22720.
|
[48] |
Shen, Y.-J.; Zheng, Q.-S.; Chen, Z.-N.; Wen, D.-H.; James, H. C.; Xu, X.; Tu, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 4125.
|
[49] |
Xu, J.; Xu, H.; Dong, A.-Q.; Zhang, H. Adv. Mater. 2022, 34, 2206991.
|
[50] |
Zhou, X.-Q.; Tang, H.-T.; Cui, F.-H.; Liang, Y.; Li, S.-H.; Pan, Y.-M. Green Chem. 2023, 25, 5024.
|
[51] |
Xiong, T.-K.; Xia, Q.; Zhou, X.-Q.; Li, S.-H.; Cui, F.-H.; Tang, H.-T.; Pan, Y.-M.; Liang, Y. Adv. Synth. Catal. 2023, 365, 2183.
|
[52] |
Pan, Y.-Z.; Xia, Q.; Zhu, J.-X.; Wang, Y.-C.; Wang, H.-S.; Tang, H.-T.; Pan, Y.-M. Org. Lett. 2022, 24, 8239.
|
[53] |
Jiao, Z.-H.; Zhao, X.-Y.; Zhao, J. Acta Phys.-Chim. Sin. 2023, 39, 2301018.
|
[54] |
Chen, P.-B.; Tang, X.-Y.; Meng, X.-J.; Tang, H.-T.; Liang, Y.; Pan, Y.-M. Green Synth. Catal. 2022, 3, 162.
|
[55] |
Rao, Z.-X.; Chen, P.-B.; Xu, J.; Wang, Q.; Tang, H.-T.; Liang, Y.; Pan, Y.-M. ChemSusChem 2023, e202300170.
|
[56] |
Chen, P.-B.; Yang, J.-W.; Rao, Z.-X.; Wang, Q.; Tang, H.-T.; Liang, Y.; Pan, Y.-M. J. Colloid Interf. Sci. 2023, 652, 866.
|
[57] |
Liu, C.-Y.; Xiao, Y.-J.; Wan, W.-R.; Wei, Y. Appl. Catal. B 2023, 325, 122394.
|
[58] |
Zhang, L.-P.; Tu, X.-W.; Chen, Y.-T.; Han, W.-H. Mol. Catal. 2023, 538, 112971.
|
[1] | 张瑶瑶, 周丽洁, 韩彪, 李维双, 李博解, 朱磊. 壳聚糖负载铜催化剂在有机反应中的应用研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(1): 33-53. |
[2] | 毕成, 熊兴泉, 石霖, 肖上运. 废弃螃蟹壳粉负载CuI高效、绿色合成炔丙胺类化合物[J]. 有机化学, 2016, 36(8): 1847-1853. |
[3] | 肖立伟, 彭晓霞, 周秋香, 寇伟, 时亚茹. 多组分反应在合成多取代咪唑类化合物中的应用[J]. 有机化学, 2015, 35(6): 1204-1215. |
[4] | 肖立伟, 高红杰, 孔洁, 刘光仙, 李玲玲, 段敬丹. 改性活性炭负载FeCl3催化一锅法合成多芳基咪唑[J]. 有机化学, 2014, 34(12): 2511-2516. |
[5] | 江云兵, 王彦龙, 韩骞, 朱荣俊, 熊兴泉. 硅烷偶联化壳聚糖负载CuBr高活性催化合成1,2,3-三唑化合物[J]. 有机化学, 2014, 34(10): 2068-2075. |
[6] | 唐洁,石鸿昌,张治国,王歆燕. 在水中由钼(VI)或钨(VI)吡啶醇络合物进行的顺丙烯膦酸的异相催化不对称环氧化[J]. 有机化学, 2006, 26(04): 508-513. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||