李灿院士/李泽龙JACS：CO2加氢制DMF！
学术
2024-12-23 19:57
上海
N、N-二甲基甲酰胺（DMF）是一种应用广泛的溶剂，其绿色低碳合成方法需求量很大。有鉴于此，中国科学院大连化物所/兰州大学李灿院士、兰州大学/中国科学院兰州化学物理研究所李泽龙教授等报道一种使用固定床反应器和ZnO-TiO2固溶体催化剂的连续流反应系统合成DMF的新方法。要点1. ZnO-TiO2固溶体催化剂利用CO2、H2和二甲胺（DMA）作为原料，DMF选择性达到99 %，单程DMA转化率接近热力学平衡的性能。此外，ZnO-TiO2固溶体催化剂表现出优异的稳定性，在连续运行1000 h后没有失活。要点2. Zn和Ti位点的协同作用是高活性的关键原因，有助于形成甲酸盐活性物种。甲酸盐关键中间体，与DMA反应生成DMF。非常重要的一点是，甲酸盐物种的缓慢加氢反应动力学能够阻碍形成CH2O*物种，抑制了副产物三甲胺的形成。这项工作表明动力学控制二氧化碳加氢反应的活性中间体的重要作用，能够与平台分子偶联用于制备高附加值化学品。这项工作为有效利用二氧化碳资源提供了一种有前景的策略，为大规模合成DMF提供解决方案。Jieyun Zhang, Guanna Li, Jin Xie, Yang Hai, Weiming Wan, Haotian Sun, Bin Wang, Xiaojing Wu, Jiannian Cheng, Changxin He, Wei Hu, Ying Zhang, Zelong Li*, and Can Li*, Controllable Active Intermediate in CO2 Hydrogenation Enabling Highly Selective N,N-Dimethylformamide Synthesis via N-Formylation, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c12503https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c12503
