大規模制備甲酰胺(formamide)通常需要使用CO,因此開發環境友好的合成路線具有重要意義。價格便宜的甲醇原料具有綠色和可再生的特點,因此有可能滿足替換CO原料的目標,但是甲醇的過度氧化反應嚴重阻礙甲醇和氨出發高效合成甲酰胺。
有鑒于此,中國科學院理化技術研究所張鐵銳研究員、趙運宣副研究員等報道開發了一種直接自由基偶聯反應,高選擇性的將甲醇和氨轉化為甲酰胺,不加入額外的氧化劑,并且在溫和反應條件下進行。
本文要點:
(1)
Pd-CdS光催化劑生成甲酰胺的產率達到令人印象深刻的1.45 mmol g-1 h-1,并且空穴選擇性高達63.5 %。
通過原位表征技術(原位EPR、原位吸收光譜),驗證不含氧化劑的基于自由基機理的高效率合成甲酰胺。這是通過光生空穴將甲醇氧化為羥甲基(hydroxymethyl)自由基,隨后生成的羥甲基自由基直接與氨基自由基發生C-N偶聯。
(2)
這項研究展示了一種高效的不使用氧化劑的光誘導自由基偶聯反應策略,有可能作為現有技術的替代性路線,為清潔和豐富的太陽能進行人工光合成甲酰胺提供可能。
參考文獻
Junyu Gao, Jinhu Wang, Dong Li, Guangliu Ran, Wenkai Zhang, Li-Zhu Wu, Yunxuan Zhao, Tierui Zhang, Artificial Photosynthesis of Formamide via an Oxidant-Free Photoinduced Radical Coupling Route over Pt-CdS, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202500747
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202500747