两性离子功能化离子液体在共价有机框架上的固定化用于高效 CO2 固定及氨基甲酸酯合成与 N-甲酰化

《Journal of Molecular Structure》：Immobilization of Zwitterion-Functionalized Ionic Liquids on Covalent Organic Frameworks for Efficient CO 2 Fixation towards Carbamate Synthesis and N-Formylation

　　

• •
  开发了一种新型共价有机框架（COF），并通过在 COF 内部固定化离子液体进行了后合成修饰。
• •
  应用孔表面工程方法，将甜菜碱基团精确结合到通道表面。
• •
  对合成的 DHP-TFPB IL@COF 进行了详细表征。
• •
  使用 DHP-TFPB IL@COF 通过氨基甲酸酯合成和 N-甲酰化反应进行催化 CO₂ 增值过程。
• •
  可持续反应，避开传统的有毒及金属催化反应条件。• 在温和条件下，利用广泛的底物固定 CO₂ 以生产氨基甲酸酯和甲酰胺。

章节片段

引言

二氧化碳（一种温室气体）数量的增加对环境是一个严重的关切。CO₂ 利用已成为应对全球变暖和化石资源枯竭挑战的关键策略。与传统主要侧重于储存的 CO₂ 封存方法不同，使用多相催化剂的 CO₂ 转化旨在将这种丰富但化学惰性的分子转化为高附加值的化学品和燃料，从而为可持续碳

实验

2.1 DHB-TFPB COF 的合成：在标准程序中，DHB-TFPB COF 的合成是通过 3,3’-二羟基联苯胺 (DHB) 和 1,3,5-三 (4-甲酰基苯基) 苯 (TFPB) 的缩聚反应实现的。为了有效地结合这两种组分形成所需的框架，将 39 mg DHB (0.18 mmol) 和 26 mg TFPB (0.06 mmol) 放入 Schlenk 管中（即，按分子量计比例为 3:2），随后加入 2 ml 均三甲苯、2 ml 1,4-二噁烷和 0.5 ml 6 M 乙酸

FTIR 谱图分析

使用傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱法来识别特征振动模式并确认合成的 DHB-TFPB IL@COF 内的键形成。合成的 DHB-TFPB COF 的 FTIR 光谱在 1628 cm^-1 处显示出一个明显的峰，对应于新形成的 C=N 键的伸缩振动 [64]。这一特征在 1,3,5-三 (4-甲酰基苯基) 苯（显示约 1696 cm^-1 附近明显的 –CHO 峰）和 3,3’-二羟基联苯胺中均不存在

结论

总之，我们合成了一种新型离子液体掺杂的共价有机框架 (DHB-TFPB IL@COF)。该材料已成功用作多相催化剂，在环境条件下利用 CO₂ 和胺进行氨基甲酸酯合成和 N-甲酰化反应，实现了优异的产率、选择性和可回收性，同时最大限度地减少了能量输入和废物。这种多相催化剂结合了 DHB-TFPB IL@COF 的高比表面积和有序孔隙率与

CRediT 作者贡献声明

Dip Kumar Nandi: 写作 – 初稿、方法论、形式分析、数据管理、概念化。 Bipasha Banerjee: 写作 – 审阅和编辑、验证、方法论、形式分析、数据管理。 Susmitha Kumar: 写作 – 审阅和编辑、方法论、调查、概念化。 Somnath Sarkar: 验证、方法论、形式分析、数据管理。 Sohana Sultana Ahmed: 方法论、调查、形式分析、数据管理。 Swarbhanu Ghosh: . Sk Manirul Islam:

竞争性利益声明

作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本论文报告的工作。

致谢

SMI 感谢印度政府 BRNS（项目参考号 58/14/15/2022-BRNS/37077）提供的财务支持。我们感谢印度加尔各答印度科学理工学院材料科学学院的 Asim Bhaumik 教授以及德里杜恩 IIP 的 Rajaram Bal 博士在我们研究中提供的各种支持。本工作由沙特阿拉伯利雅得沙特国王大学（邮政信箱 2455，利雅得 11451）的持续研究资助计划（ORF-2026-527）资助。我们感谢 Gautam Pramanik 博士，

Dip Kumar Nandi|Bipasha Banerjee|Susmitha Kumar|Somnath Sarkar|Sohana Sultana Ahmed|Swarbhanu Ghosh|Sk Manirul Islam|Abdulmajeed Abdulla Alayyaf