通過綠色電力電催化炔醇半加氫驅(qū)動電化學(xué)合成烯醇（alkenol）時替代傳統(tǒng)熱催化反應(yīng)的一種符合可持續(xù)發(fā)展的路徑。電催化劑和電解液對半加氫反應(yīng)具有顯著的影響，雖然目前人們發(fā)展了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電催化劑，開發(fā)與工業(yè)催化劑適配的結(jié)構(gòu)明確電解液是個有吸引力的策略，但是目前仍未曾得到發(fā)展。
有鑒于此，華東理工大學(xué)李春忠教授、江宏亮研究員、吳新平教授等報(bào)道開發(fā)了DMSO-H2O共溶劑電解液用于電催化炔醇半加氫制備烯醇。
本文要點(diǎn)：
（1）
當(dāng)炔醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100 %，DMSO-H2O電解液比不含DMSO的電解液相比具有顯著改善的烯醇選擇性，在各種測試電流密度下，烯醇的選擇性從60-70 %提高到90 %。由于阻礙了水分子的接力，反應(yīng)速率明顯變慢。反應(yīng)機(jī)理研究結(jié)果表明DMSO和H2O之間的強(qiáng)氫鍵能夠阻礙界面H2O分子解離，導(dǎo)致電極表面的H*覆蓋度降低。降低的H*覆蓋度阻礙了炔醇分子的過度加氫反應(yīng)，促進(jìn)生成烯醇。
（2）
這種DMSO增強(qiáng)烯醇選擇性的策略能夠用于商業(yè)催化劑，能夠用于多種炔醇的半加氫催化制備烯醇。搭建了3×100 cm2電解槽放大堆柵，炔醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到~96 %，烯醇選擇性達(dá)到~95 %。這項(xiàng)工作展示了電解液增強(qiáng)烯醇電解的設(shè)計(jì)策略，而且表明電化學(xué)可持續(xù)制備烯醇的可能性。
參考文獻(xiàn)
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. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c14773
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14773
