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Chem. Eur. J. :高效的钌催化尿素衍生物半加氢生产甲酰胺2023-06-18
浙江大学李浩然课题组报道了一种高效的钌催化尿素衍生物半加氢制甲酰胺反应。该方法不仅反应效率高,而且具有良好的底物适用性,为胺与CO2和H2的N-甲酰化提供了一条可行的途径。

 

 

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图1. CO2衍生的尿素衍生物加氢生成甲酰胺的示意图

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图2. 钌催化尿素衍生物半加氢制甲酰胺的反应机理

化石能源的过度消耗导致过量的CO2排放,进而导致严重的环境问题,因此CO2的排放和利用受到了广泛的关注。迄今为止,只有少数CO2作为C1构建块的工艺被工业化,且主要用于尿素的生产。但是,与全球300多亿吨的年排放量相比,CO2的化学利用量仍然十分有限。将尿素及其衍生物进一步加氢生成高附加值的化学品,是一条间接扩大CO2资源化利用的可行之路。甲酰胺是一类在工业上作为溶剂和合成原料有着广泛应用的化学物质。以绿色且原子经济的H2作为氢源,氢化尿素衍生物生成甲酰胺是一种可行且环境友好的方法。然而,尿素衍生物是最难加氢的羰基化合物,而且甲酰胺比尿素衍生物更容易被氢化。因此,控制尿素衍生物的完全转化,同时避免甲酰胺过度加氢是非常有挑战性的。

针对这些挑战,浙江大学李浩然课题组以一种简单的由1,1,1-三(二苯基膦甲基)乙烷、(PPh3)3RuCl2和KOtBu组成的原位催化剂体系,高选择性催化尿素衍生物半加氢生成甲酰胺产物。该选择性主要归因于以下两点:(1)可能由于催化剂加氢活性较低,只有最强的亲电试剂(异氰酸酯)可以被还原,而较弱的亲电试剂(甲酰胺)不能被还原;(2)碱的存在有利于甲酰胺的生成,抑制甲酰胺的进一步加氢。该工作为尿素及其衍生物的利用提供了新的思路,为间接转化CO2生成甲酰胺提供了一条安全、环保的途径。

文信息

Highly Efficient Ruthenium-Catalyzed Semi-hydrogenation of Urea Derivatives to Formamides

Jun Zhu, Yue Zhang, Zeyu Wen, Dr. Qiyi Ma, Dr. Yongtao Wang, Dr. Jia Yao, Prof. Dr. Haoran Li

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202300106

 

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