氧空位-羟基配对形成的受阻路易斯对，使得二氧化碳能够进行环加成反应，从而实现无卤素条件下环状碳酸酯的合成

《Green Chemistry》：Oxygen vacancy-hydroxyl frustrated Lewis pairs enabling CO2 cycloaddition for halogen-free synthesis of cyclic carbonates

电子级环状碳酸酯通过无卤素催化剂实现绿色合成，研究开发出氧空位羟基协同的 frustrated Lewis pair（FLP）结构钴氧化物催化剂，通过实验和DFT计算揭示了FLP结构优化CO2吸附及中间体脱附的机理，在无卤素条件下实现碳酸二乙酯和丙酯产率分别达95%和99%。

　　

电子级环状碳酸酯是通过CO?与环氧树脂的环加成反应合成的，这类化合物作为锂离子电池电解质、极性非质子溶剂和聚合物单体被广泛使用。然而，现有的制造工艺依赖于含有卤素的催化剂，这会导致设备腐蚀并在产品纯化过程中消耗大量能量。开发无卤催化剂对于实现环状碳酸酯生产的绿色升级具有重要意义。本文制备了一系列基于氧空位（Ov）诱导的表面羟基化钴氧化物催化剂（Co?O??x(OH)?-T）。在富含氧空位和羟基的钴氧化物表面，成功构建了由氧原子（Ov）和末端羟基组成的独特“受挫路易斯对”（FLP）结构，这些羟基连接在相邻的配位不饱和钴原子上（Ov–CuS·Co–OHt）。其中活性最高的催化剂Co?O??x(OH)?-170在无卤条件下表现出优异的催化性能：可生成95%的碳酸丁烯和99%的碳酸丙烯。实验和密度泛函理论（DFT）计算结果表明，FLP结构不仅提高了CO?的吸附能力，还促进了中间产物的脱附（通过形成亚稳态d-HCO?物种），从而打破了CO?吸附与中间产物解离之间的矛盾，增强了钴氧化物催化剂的催化活性。本研究为环状碳酸酯的绿色合成提供了一种新策略。