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学术
2025-01-04 20:31
上海
通过绿色电力电催化炔醇半加氢驱动电化学合成烯醇（alkenol）时替代传统热催化反应的一种符合可持续发展的路径。电催化剂和电解液对半加氢反应具有显著的影响，虽然目前人们发展了结构复杂的电催化剂，开发与工业催化剂适配的结构明确电解液是个有吸引力的策略，但是目前仍未曾得到发展。有鉴于此，华东理工大学李春忠教授、江宏亮研究员、吴新平教授等报道开发了DMSO-H2O共溶剂电解液用于电催化炔醇半加氢制备烯醇。
要点1. 当炔醇的转化率达到100 %，DMSO-H2O电解液比不含DMSO的电解液相比具有显著改善的烯醇选择性，在各种测试电流密度下，烯醇的选择性从60-70 %提高到90 %。由于阻碍了水分子的接力，反应速率明显变慢。反应机理研究结果表明DMSO和H2O之间的强氢键能够阻碍界面H2O分子解离，导致电极表面的H*覆盖度降低。降低的H*覆盖度阻碍了炔醇分子的过度加氢反应，促进生成烯醇。要点2. 这种DMSO增强烯醇选择性的策略能够用于商业催化剂，能够用于多种炔醇的半加氢催化制备烯醇。搭建了3×100 cm2电解槽放大堆栅，炔醇的转化率达到~96 %，烯醇选择性达到~95 %。这项工作展示了电解液增强烯醇电解的设计策略，而且表明电化学可持续制备烯醇的可能性。Yuan Zhao, Jia Wang, Xingzhou Zha, Xuedi Sheng, Lei Dong, Xin-Ping Wu*, Zhen Liu, Hongliang Jiang*, and Chunzhong Li*, A Cosolvent Electrolyte Boosting Electrochemical Alkynol Semihydrogenation, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c14773https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14773
