纳米监禁引发强碱反应过程中回避化学计量的消费资源密集型试剂

美国研究人员已经开发出一种两步循环,将二氧化碳转化为芳烃没有昂贵的试剂,这种方法可使废物二氧化碳变成有价值的碳原料的化学物质,如商品羧酸及其衍生物。

二氧化碳可以在相对纯粹以低成本在很大范围内从众多的工业废水,但几乎所有的今天是发泄,因为我们没有办法将它转换成有价值的产品,”说Matthew Kanan斯坦福大学的团队开发新的过程。

方法已经存在形成碳碳键之间的碳氢化合物和二氧化碳。然而,这些需要强有力的试剂,如organolithiums零价金属或路易斯酸,比羧酸盐产品生产更有价值。更重要的是,需要大量的能源。

我们想让它可以使用二氧化碳作为碳源用于高容量的化学合成,一个基本的挑战这一目标是消除使用昂贵,资源密集型的化学试剂、“Kanan解释道。为此,Kanan的团队设计了一个两步循环,将芳烃转化为芳香酯通过使用二氧化碳和酒精作为试剂。

计划显示一个封闭循环使用二氧化碳和甲醇酯化的苯

来源:肖©Dianne J / Springer自然有限有限公司

这个循环使用M的形成奠定了坚实的基础2有限公司3促进烃碳氢键羧化作用,然后结合二氧化碳和酒精将生成的羧酸盐转化为一个可隔离的酯而再生2有限公司3

首先,团队分散碳酸铯或钾在氧化钛介孔的支持。这种纳米监禁扰乱碳酸盐的晶体结构的关键将是什么通常弱碱无定形,活性和强有力的变体。当加热反应堆内含有碳氢化合物苯和二氧化碳,研究人员发现碳酸盐deprotonated苯的气固反应形成一个中间苯基负离子,被困的二氧化碳形成苯甲酸。

在第二个步骤中,他们暴露了苯甲酸酯加热的二氧化碳和甲醇。这导致混入甲基苯甲酸酯和甲基酯形式,释放材料和孤立。与此同时二氧化碳重新生成碳酸,允许循环再次开始。

”这是一个有趣的概念,提供了一个优雅的过程来克服的热力学限制芳烃的直接碳氢键羧化作用,”评论马蒂亚斯•贝尔有机催化专家罗斯托克大学的德国。为了估计工作的工业或实用的相关性进一步的研究必须被执行,尤其是展示feasability升级。

”将其转化为实际过程的主要障碍是,整体转换是有限的热力学平衡转化率低——只有一小部分底物转化为产品在每一个周期,”Kanan解释道。“我们正在研究如何克服这种限制通过引入一个额外的推动力没有诉诸non-regenerable试剂。