將CO2通過多組分反應(MCRs, multicomponent reactions)轉化為高附加值化學品具有原子經濟性、化學鍵經濟性、產物復雜性等優勢。但是,由于多個反應物之間的反應次序和反應路徑的競爭,因此高效合成特定產物非常困難。
有鑒于此,南開大學趙斌教授、何良年教授、Ying Shi等合成了多孔的非貴金屬骨架(Cu-TCA),能夠調控反應路徑,實現CO2多組分合成。
本文要點:
(1)
Cu-TCA具有6.5 ?×6.5 ?的孔,能夠對模擬廢氣實現選擇性的丙胺分子和CO2分子進入這個孔之內,與此同時,較大的磷氧化物無法進入孔內。
控制實驗和NMR波譜表征結果表明在孔內有限生成惡唑烷酮(oxazolidinones),隨后進一步與孔外的磷氧化物反應,合成磷酸化的2-惡唑烷酮。
(2)
因此,Cu-TCA能夠通過孔限域作用實現控制反應路徑和反應物的順序。DFT理論計算結果表明Cu-TCA能夠與炔烴配位,顯著降低反應能壘,促進反應的發生。
這項研究開發了一種通過MOF限域作用調節反應路徑促進MCRs的新型策略。
參考文獻
Bin Zhao, Fang-Yu Ren, Chaopeng Hu, Wen-Bin Huang, Ling-Hao Duan, Yun-Zhu Meng, Xiu-Lan Li, Zhi Fang, Xin-Yuan Zhao, Wen Wang, Xiang-Shuai Li, Jian Zhao, Xiang-Yu Zhang, Sheng-Li Hou, Hang Xu, Ying Shi, Liang-Nian He, Modulated Multicomponent Reaction Pathway by Pore-Confinement Effect in MOFs for Highly Efficient Catalysis of Low-Concentration CO2, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202503898
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202503898