电催化有机合成高附加值化学品是一种高效、清洁的化学品合成路径, 它被广泛应用于构筑C-C, C-O, C-S和C-N键等合成反应。然而,目前报道的电催化合成反应体系中,通常会牺牲对电极半反应(HER或OER),导致反应体系效率降低。因此,通过电催化耦合阴极半反应与阳极半反应,同时合成高附加值化学品,可以极大的提高反应体系整体效率。
近日,苏韧课题组在ACS catalysis上发表题为“Paired Electrochemical N−N Coupling Employing a Surface-Hydroxylated Ni3Fe-MOF-OH Bifunctional Electrocatalyst with Enhanced Adsorption of Nitroarenes and Anilines”的研究工作。
借助红外及TPD等技术,本工作验证了Ni3Fe-MOF-OH催化剂丰富的表面羟基促进了硝基苯和苯胺的吸附,实现了在1.4 V电压下,阴极硝基苯还原耦合阳极苯胺氧化高选择性地合成了偶氮及氧化偶氮化合物。尤为重要的是,反应体系有效避免了析氢和析氧半反应的发生,反应效率大大提高。此外,Ni3Fe-MOF-OH催化剂优异的催化稳定性,官能团耐受性及成功的实现克级放大合成,展示出其巨大的实际应用潜力。
本工作相关专利也已授权公开(乔玮,苏韧;一种电催化制备偶氮苯和氧化偶氮苯类化合物的方法,ZL 202011374339.X)。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03938