通过氨活化介导的途径指导电化学C-N偶联以实现高效的酰胺合成

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：Directing the Electrochemical C─N Coupling Toward Efficient Amide Synthesis via Ammonia Activation-Mediated Pathway

本研究提出氨活化介导的电化学C-N偶联路径，利用酒精和氨为原料，通过NiCuRu基催化剂实现高效酰胺合成，法拉第效率达50.1%，碳选择性87.6%，避免醛中间体生成，验证了生物质/塑料驱动的碳源普适性及经济可行性。

　　

摘要

利用酒精和氨作为原料，通过电化学氧化实现C-N偶联为酰胺类有机氮化合物的合成提供了一种可持续的替代方法。尽管通过传统的酒精氧化途径已经取得了高活性和选择性的成果，但这一过程仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种通过氨活化来促进电化学C-N偶联的新途径。光谱学和理论研究表明，这一过程始于氨的氧化，生成活性*NH₂物种，这些物种随后与酒精物种高效偶联形成C-N键。这种新的C-N偶联途径具有更快的反应动力学，并且更重要的是，避免了醛中间体的形成，从而防止了不希望发生的过度氧化。因此，该途径在基于NiCuRu（氧）氢氧化物的催化剂上实现了50.1%的法拉第效率和87.6%的碳选择性，产率为557.2 μmol cm^?2 h^?1。这种电合成方法还展示了利用废弃物生物质/塑料作为碳原料的普适性，能够实现32%–60%的法拉第效率。技术经济分析证实了使用可再生电力的潜在盈利能力，突显了绿色化学制造对可持续发展的重大优势。

图形摘要

本文提出了一种通过氨活化来促进使用酒精和氨作为原料进行酰胺电合成所需的C-N偶联的途径。这一过程始于氨的氧化，生成活性*NH₂物种，该途径具有更快的反应动力学，并且避免了不希望出现的醛中间体的形成。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。