综述:异相催化醇类对胺类N - 烷基化借氢反应研究进展

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Coordination Chemistry Reviews 20.3

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  这篇综述系统总结了异相催化剂在胺类N - 烷基化借氢反应中的研究进展,重点分析了热催化和光催化条件下醇类作为烷基化试剂的机制,探讨了催化剂设计策略及结构 - 性能关系,并强调生物质衍生醇类的可持续应用价值与当前挑战。

  

异相催化醇类对胺类N - 烷基化借氢反应(BH)是绿色化学领域的重要研究方向。该策略利用醇类作为烷基化试剂和氢供体,通过催化脱氢、缩合及还原步骤实现胺类N - 烷基化,仅生成水作为副产物。相较于传统方法(如Hofmann胺化),BH法具有原子经济性高、步骤简化等优势,但其面临选择性差、催化剂失活及工业化难题。

催化剂设计是提升反应效率的核心。异相催化剂因稳定性高、易回收成为研究热点,包括金属氧化物、合金及单原子催化剂(SACs)。双功能体系结合金属活性位点与载体酸性/碱性位点,可协同促进脱氢与加氢反应。例如,Ir - NHC催化剂通过DFT计算揭示其参与C - N键形成的全过程[23]。近年来,生物质衍生醇类(如木质素基苄醇)的应用推动可持续合成发展[17 - 21]

反应机制研究表明,初级醇因空间位阻小易引发副反应,需高选择性催化剂抑制二次烷基化产物(如二级胺、三级胺)生成[15,16]。光催化条件下,可见光驱动反应选择性提升,但热催化在大规模应用中更具优势。

当前挑战包括:1)催化剂稳定性不足导致失活;2)反应条件苛刻(如高温高压);3)生物质醇类来源与纯化成本。未来方向聚焦于开发多功能异相催化剂、优化反应路径及拓展生物质资源利用。该领域突破将推动绿色化工与可持续制药工艺革新。

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