当期目录 https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx zh-cn https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/0253-2786/current.shtml https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx 0253-2786 https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/abstract/abstract351045.shtml https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405041 二氧化碳(CO₂)是一种对气候变化有重要影响的温室气体. 从化学角度考虑, 作为“碳一(C1)”资源, CO₂具有储量丰富、廉价易得及无毒可再生等特点. 通过化学转化的方式将CO₂资源化利用, 并用于合成高附加值化学品, 是服务国家重大战略需求的重要方式, 也是响应国家2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标的重要举措. 有机光催化能够利用光能激发电子转移, 引发化学键的断裂和重组, 促进反应的进行, 具备条件温和、绿色清洁以及选择性高等优点. CO₂资源化利用与有机光催化相结合所形成的光催化羧基化反应体系, 能够为羧基化反应的研究提供新思路. 系统阐述了两种光催化羧基化反应, 即以碳负离子为关键中间体和以CO₂自由基负离子为关键中间体的羧基化反应.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405004 光化学反应以洁净、节能、节约为目标, 为合成化学提供了新途径和新方法, 成为现代有机合成化学中非常活跃的研究领域之一. 二氧化碳(CO₂)由于其无毒、廉价易得、储量丰富且可循环再生等特点, 是合成化学中理想的C1合成子. 近年来, 光催化促进的CO₂向羧酸化合物的转化得到了快速发展, 为羧酸化合物的制备提供了一种温和并高效合成方法. 综述了光催化转化CO₂合成羧酸化合物的合成方法研究进展, 并对其部分反应机理做了相应的阐述.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202406045 二氧化碳(CO₂)是一种绿色可再生的C1合成子, 通过与惰性键的羧化反应, 能够实现从简单分子到高附加值羧酸衍生物的直接转化, 兼具步骤经济性与原子经济性. 有机电合成是利用电子作“试剂”的绿色合成技术, 发展电化学促进的惰性键与二氧化碳的羧化反应成为近年研究热点. 按照C—H、C—C、C—O、C—F键的分类, 综述了二氧化碳参与惰性键的电还原羧化反应的研究成果, 着重讨论了反应机理及应用, 并对该领域发展趋势进行了展望.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405048 随着全球气候变暖越来越明显, 可持续发展的理念逐渐深入人心, CO₂的资源化利用引起了全社会的广泛关注. 在催化剂的参与下, CO₂与环氧烷反应可以生成聚碳酸酯和环碳酸酯, 所生成的环碳酸酯是一种在锂离子电池、有机合成和一些精细化工领域有着广泛应用的化学品, 而聚碳酸酯是一种具有可生物降解的高分子材料. 因此, 这类转化反应成为CO₂资源化利用的重要方向之一. 多年的研究发现, 许多单核和多核金属配合物可以有效地催化该转化反应, 其中, 杂核金属配合物因为不同金属之间的协同作用而显示出优异的催化反应性能, 近年来受到了越来越多的科研工作者的关注. 综述了近20年来杂核金属配合物的合成及其在催化CO₂与环氧烷环加成反应和聚合反应研究中的进展, 并对各类催化剂的催化特点以及可能的反应机理进行了讨论和总结.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405033 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.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202406044 环状碳酸酯是重要的化工产品, 在电池电解液、化妆品、油漆等领域具有广泛应用, 同时还是有机合成的绿色溶剂和反应原料. 环状碳酸酯是工业规模CO₂转化的重要产品, 主要通过环氧化物与CO₂的环加成反应进行制备. 在传统的热催化反应中, 由于环氧化物活化开环具有较高的能垒, 因而一般需要较高的反应温度. 近年来, 新材料的发展推动了环加成反应催化剂的创新, 新的催化模式不断出现, 尤其是光驱动和电驱动的环加成反应实现了温和条件下环状碳酸酯的制备. 此外, 电驱动的烯烃或邻二醇与CO₂合成环状碳酸酯也取得了初步的研究成果. 总结了光/电驱动的CO₂合成环状碳酸酯的反应, 旨在通过对材料设计和催化机理的介绍, 为新型反应路径和催化材料的设计提供新思路.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405032 将二氧化碳(CO₂)转化为高附加值化学品或燃料是实现碳循环的理想途径. 作为C1化学的重要组成部分, 二氧化碳的还原转化研究一直备受化学家们关注. 在过渡金属催化条件下, 利用氢气、硼烷或硅烷(E—H, E=H、B或Si)作为还原剂, 可以将CO₂还原到甲酸、甲醛、甲醇等各种有机分子. 特别是, 基于廉价金属催化CO₂选择性还原转化已成为该领域的一个重要研究方向. 从反应机理和反应选择性出发, 对均相铁催化CO₂的E—H化还原研究进展进行综述.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202404039 二氧化碳自由基阴离子($\mathrm{CO}_{2}^{-\cdot}$)是一种具有强还原性的活泼化学中间体, 其作为羧基来源和单电子还原剂在有机合成反应及污水还原降解中具有广泛的应用. CO₂和甲酸及甲酸盐是常见的$\mathrm{CO}_{2}^{-\cdot}$来源, 能够通过单电子还原或氢原子转移过程转化为$\mathrm{CO}_{2}^{-\cdot}$. 本综述总结了$\mathrm{CO}_{2}^{-\cdot}$产生的机理及表征的方法, 介绍了$\mathrm{CO}_{2}^{-\cdot}$在各应用领域的最新研究进展, 并对$\mathrm{CO}_{2}^{-\cdot}$的应用前景提出了展望.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405030 二氧化碳(CO₂)参与的芳香化合物去芳构化羧化反应可用于合成具有环状分子骨架的羧酸类分子. 去芳构化羧化反应具有分子结构重构、环境友好、条件温和、产率高、选择性高等优点, 在药物合成和天然产物合成化学中具有重要意义. 综述了近年来二氧化碳参与的芳香化合物去芳构化羧化反应的研究, 包括过渡金属催化、光氧化还原催化和电促进化学等反应体系的反应特点和底物范围.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405034 氢甲酰化反应是工业上合成醛的重要方法之一. 醛进一步通过有机反应转化为缩醛、醇、胺和羧酸等多种精细化学品. 随着绿色化学的发展, 非均相催化剂由于分离和循环使用等优势而引起广泛的关注. 另外, 基于氢甲酰化的串联反应能够“一锅法”得到醛的衍生物, 不需要分离中间体醛, 减少反应步骤和能量消耗, 进而有效地提高了催化效率. 因此, 结合非均相催化和串联反应的理念, 发展非均相的氢甲酰化串联反应催化剂具有重要的研究价值. 此综述总结了非均相氢甲酰化-缩醛化、氢甲酰化-氢化、氢胺甲基化和氢甲酰化-Aldol四类串联反应的研究进展, 介绍了催化剂的合成及应用. 最后, 对催化剂的发展和反应方向进了展望.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202406038 发展了一种在可见光促进条件下, 活化烯烃与丙二酸酯、CO₂的碳-羧化反应, 能够在温和的反应条件下, 以较高的收率得到一系列结构多样的1,1,3-三羧酸酯化合物. 该反应具有良好的底物适应性, 1,1-二芳基烯烃、单芳基烯烃以及连有重要药物分子片段的烯烃都能很好地兼容反应. 该反应以CO₂为羧基源, 为三羧酸酯类化合物的合成提供了一个绿色、简洁高效的合成方法.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405044 在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐中合成了铈掺杂的锆基NH₂-UiO-66纳米颗粒, 采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了所得材料的晶体结构和形貌, 采用X射线光电子能谱和能量色散X射线谱研究了所得材料中元素的价态和分布情况. 催化性能研究表明, 铈掺杂的NH₂-UiO-66纳米颗粒在1,2-环氧丁烷与二氧化碳的环加成反应中催化效率比NH₂-UiO-66得到显著提高. 光电性质研究表明, 该催化剂具有较强的光电流响应、较小的界面电荷转移阻抗、较窄的带隙和较低的平带电位. 该工作为光催化二氧化碳环加成反应高效催化剂的合成提供了一种新思路.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405045 从绿色和可持续化学的角度, 利用CO₂作为单体合成聚合物材料是一个重要而有潜在应用价值的研究课题. 以CO₂与4,7,10-三氧杂-1,13-十三烷二胺和三(2-氨基乙基)胺(TAEA)进行缩聚反应, 合成了一种新型的CO₂基聚脲(PUa). TAEA作为交联试剂, TAEA的加入显著改善了PUa的力学性能. 所形成的微交联PUa表现出优异的机械性能, 拉伸强度为26.8 MPa, 断裂伸长率为34%, 杨氏模量为351 MPa. 此外, 微交联PUa可以重塑3次, 力学性能没有明显变化, 这归因于主链之间的氢键相互作用和微交联结构的存在. 此外, 合成的CO₂基PUa具有优异的热性能, 初始分解温度在300 ℃以上, 并且对多种有机溶剂具有耐受性.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405042 在标准大气压下, 以二氧化碳和N-芳基丙基胺衍生物为原料, N-杂环卡宾IPr为催化剂, 1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(TMCTS)为还原剂, 三乙烯二胺为碱, 发展了合成系列N-芳基吡咯烷类化合物的新方法. 该反应条件温和, 无金属催化剂参与, 且反应具有良好的官能团耐受性.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202406041 对新型氢键供体(HBD)催化剂的追求导致了其在有机合成领域的重大进展. 考虑到咪唑阳离子的吸电子强度和氢键给体的空间要求, 通过亚甲基桥接两个咪唑阳离子, 发展了一种基于1,1'-亚甲基二咪唑鎓支架的新型HBD催化剂. 这些催化剂在CO₂与环氧化物的环加成反应中表现出优异的性能, 在温和的条件下(常压, 80 ℃, 12 h, 1 mol%催化剂)获得了高达99%的产率和99%的选择性. 通过¹H NMR研究和密度泛函理论(DFT)计算, 详细研究了催化剂的几何结构、原子电荷分布和多HBD协同效应. 研究结果表明, 咪唑鎓环上C2-H、C2'-H、C5-H、C5'-H位置的质子以及桥接的亚甲基上的质子, 有助于形成具有适当距离和协同效应的多重氢键作用, 这对活化二氧化碳和环氧化物至关重要. 本研究突出了1,1'-亚甲基二咪唑鎓催化剂的独特特性, 并为开发高效多重HBD催化剂提供了宝贵的经验.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405031 设计合成了一系列双功能硫脲催化剂用于催化N-羧基环内酸酐(NCA)开环聚合反应生成多肽, 同时固定反应过程中释放的二氧化碳(CO₂), 将其转化成具有工业价值的环状碳酸酯, 通过串联反应实现“一锅法”制备多肽和环状碳酸酯, 提高了原子利用率. 串联反应过程中助引发剂环氧烷烃的加入不但起到活化NCA单体的作用, 还可有效地与CO₂发生环加成反应生成环状碳酸酯. 通过优化催化剂结构和反应条件可极大地提高反应效率, 这一串联方法为原子经济性地合成两种相关化合物提供了新思路.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405037 由二氧化碳(CO₂)和环氧化物合成环状碳酸酯是CO₂利用的有效途径. 尽管各类金属催化剂相继见诸报道, 但依然急需开发一类可回收或再循环的催化剂. 该工作将SBA-15负载的N-杂环卡宾-吡啶钼络合物(Mo@SBA-15)作为一类高效和可循环利用的催化剂应用于CO₂和环氧化物合成环状碳酸酯. Mo@SBA-15与四丁基溴化铵(TBAB)组成的双组分催化体系在100 ℃和CO₂ (1 MPa)压力下合成环状碳酸酯时, 显示出了较高的催化活性. 此外, Mo@SBA-15重复使用7次未发现明显的活性降低.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202406017 基于简单的水热合成法制备了一系列不同Ir负载量的纳米花状的X% Ir/MoS₂催化剂, 探究其在CO₂加氢反应中的催化活性. Ir/MoS₂催化剂呈现出纳米花状的形貌, 直径大约为800 nm, 纳米花上的二维纳米片分布良好, 这有利于活性位点的充分暴露. Ir的掺杂有效地调整了催化剂的电子结构, 能够使MoS₂局部结构发生相变. 在较低的反应压力下, 1% Ir/MoS₂催化剂表现出了最高的甲酸盐选择性(98%)和活性(8.6 mmol•g^–1•h^–1), 但是过量Ir的负载会导致Ir纳米颗粒发生团聚, 降低了产物的选择性和活性. 1% Ir/MoS₂催化剂还表现出优异的催化稳定性, 在重复使用3次后催化活性没有显著降低. 还通过控制实验对催化机理和反应的溶剂效应进行了研究和讨论. 本研究为开发高性能的CO₂加氢合成甲酸/甲酸盐催化剂提供了一条新的途径.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405049 以CO₂/H₂为新型甲基化试剂, 对于发展绿色甲基化方法, 建立高效CO₂利用新体系具有重要意义. 本工作基于硼活化甲酸根钴中间体策略, 以爪型三膦配体Triphos原位与Co形成催化剂, 实现了温和条件下的N—H甲基化反应. 该体系适用于芳香二级胺类底物, 并表现出优秀的化学选择性和官能团兼容性, 在60~80 ℃反应条件下, 对25个底物反应获得了38%~96%的收率. 基于对照实验结果推测, Lewis酸通过B—O相互作用活化甲酸钴物种, 接受胺分子的亲核进攻生成物种B, 之后脱水生成反应的关键中间体C.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202405025 发展了一种绿色高效的炔烃区域选择性氢羧基化反应以构建种类丰富的丙酸衍生物. 在可见光诱导条件下, 甲酸盐原位产生的二氧化碳自由基负离子, 既充当羧基来源, 也充当还原剂, 在炔烃的氢羧基化反应中扮演重要角色. 光敏剂和氢原子转移催化剂的协同作用, 促进该催化循环的顺利进行. 各类末端和中间炔烃都能够很好地参与反应. 二氧化碳自由基负离子对C—C叁键的Giese自由基加成, 是引发该反应进行的关键步骤.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202402003 报道了一种钯催化三取代烯烃的不对称分子间氢羧基化反应, 以中等到优秀的产率、对映选择性以及优异的非对映选择性得到了一系列含有两个手性中心的琥珀酸衍生物. 所得手性丁二酸酯类化合物通过简单的衍生化即可制备高光学纯度的γ-丁内酯类化合物, 彰显了该催化方法在有机合成中的潜在应用.

]]> https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202400049 https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202400050 https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202400051 https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202400052 https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202400053 https://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/10.6023/cjoc202400054