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梁长海教授课题组拔尖计划本科生吴洁文发表综述:多相催化CO2参与的炔烃C-H键羧基化反应研究进展
2023-04-20 18:18 吴杰文 

        近日,课题组拔尖计划本科生吴洁文在《燃料化学学报》发表综述:多相催化CO2参与的炔烃C-H键羧基化反应研究进展。该工作从反应物分子的活化、催化剂和反应机理三个角度对相应的多相催化体系进行了系统综述,为后续的相关多相催化剂的制备和反应体系的设计提供了思路。第一作者:吴洁文,通讯作者:陈霄 副教授 梁长海 教授

        端炔与CO2的羧化反应作为一种将CO2资源化利用的途径,在“碳达峰,碳中和”的大背景下具有一定的研究意义,并且该反应的探究对于其它体系的建立具有指导意义。本工作从反应体系的活化、催化剂和反应机理三个角度陈述了目前端炔与CO2的羧化反应进展。其中,端炔具有两种活化方式:(i)端炔的C≡C与金属(Ag、Cu和Au)配位后,在碱的作用下进行脱质子;(ii)催化剂中N、O元素与端炔氢形成氢键极化C-H键,随后在碱的作用下脱质子。二氧化碳的活化则是通过设计富电子结构的催化剂。在此基础上总结了目前催化剂设计的主要观点:(1)控制金属活性中心的尺寸和分散程度;(2)通过控制载体上的电子密度和引入官能团来增强载体对于底物的吸附和活化能力;(3)设计载体结构降低传质阻力。活性中心与载体协同催化提高反应的催化效率。并总结了目前公认的一种反应机理:(i)在碱和金属存在下,末端炔烃脱质子与金属(M)配位形成M-C键,产生金属炔化物中间体;(ii)随后CO2插入M-C形成R≡C-COO-M;(iii)最后在碱的作用下,生成炔酸盐从催化剂上脱附,催化剂再生。其中金属炔化物是该反应的重要中间体,速率决定步骤是二氧化碳亲电进攻金属炔化物生成R≡C-COO-M。

        撰写综述的心得:撰写综述这一过程并没有想象中的那么容易,从查找文献、阅读英文文献到归纳总结这一系列的过程遇到了很多的困难,比如说怎么找到高质量的文章?怎么把该领域的文章找全?怎么进行文献管理?但是很庆幸,我拔尖计划大三下就开始进入课题组。课题组的融洽氛围吸引着我经常去实验室看看师兄师姐做实验,听组会,和师兄师姐请教相关软件的使用和文献检索等知识。在撰写综述的时候基于一些实验中存在的问题,我会更聚焦一些有指导意义的点,并且这种综述的撰写可以使我对这个领域有一个更全面的了解,更好地指导我的实验。最后,非常感谢老师,老师很耐心也很认真地帮我捋清思路、构建框架,一遍遍不厌其烦地帮助我修改草稿。之前觉得发表文章是很困难的事情,但是在老师的指导下把这件事情一点点做下来也没有想象中的那么困难,也很感谢课题组的老师们为我提供的平台和资源!

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