TEMPO固定化多壁碳纳米管杂化电催化剂用于醇类高效氧化转化研究

《ChemCatChem》：TEMPO-Derived Hybrid for Heterogeneous Electrocatalytic Oxidation of Alcohols to Carbonyl Compounds

本研究针对分子电催化剂效率提升难题，开发了NTDA-β-丙氨酸锚定TEMPO的非共价固载新策略。通过原位组装于多壁碳纳米管（MWCNTs），实现了芳香醇/脂肪醇及手性萜类的高效氧化，转化过程保持光学纯度，并利用空间位阻效应解析构效关系。计时电流法证实催化剂具备高周转频率（TOF）与再生稳定性，为绿色有机合成提供了新型异相电催化平台。

　　

分子电催化（Molecular Electrocatalysis）作为能源转化与存储的前沿技术，为有机合成提供了环境友好的氧化还原替代方案。本研究成功合成NTDA-β-丙氨酸锚定型TEMPO（2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基），通过非共价固载（ex situ noncovalent immobilization）策略实现与多壁碳纳米管（MWCNTs）的高效杂化。该异相催化剂在醇类氧化中展现优异普适性，可高效转化芳香醇、脂肪醇及手性萜类化合物，并完整保留光学活性物质的空间构型。研究进一步揭示空间位阻（steric hindrance）对氧化路径的影响，通过计时电流分析（chronoamperometric analysis）验证催化剂具备高重现性与周转频率（TOF）。批量电催化实验表明该固载化策略显著提升催化剂稳定性与可再生性，为精准可持续有机转化提供新范式。