乙二醇EG電催化轉化為α-羥基羧酸(α - HCAs)對于推動可持續化學發展具有重要意義,因為乙二醇在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)塑料和生物質中廣泛存在。
有鑒于此,清華大學段昊泓副教授等報道在Au催化劑上,乙二醇與一級C1-C4醇直接電催化交叉偶聯合成碳鏈增長的C3-C6 α-HCAs。
本文要點:
(1)
以乙二醇和甲醇(MeOH)交叉偶聯生成乳酸(LA)為例,實驗結果表明,穩定的醛中間體(分別來自乙二醇的乙醇醛和來自甲醇的甲醛)不發生過度氧化,對于之后羥醛縮合進行交叉偶聯以及生成乳酸至關重要。
(2)
基于這個要求,系統調節催化劑和反應條件,在100 mA cm-2的恒定電流下,實現了268.1 μmol cm-2 h-1的高乳酸產率,法拉第效率為28.7%。碳鏈增長策略對于乙二醇與C1-C4一級醇的交叉偶聯具有普適性,成功制備出了C3-C6 α-HCAs。作為概念驗證,在2 h的電解過程中,將一個廢棄的PET瓶被轉化為乳酸,產率為224.5 μmol cm-2。這項工作證明了電催化策略通過C-C鍵交叉偶聯將乙二醇轉化為長鏈化合物的可能性,為朝著構建可持續社會邁出關鍵的一步。
參考文獻
Qiujin Shi, Yu-Quan Zhu, Xiang Liu, Bo-Jun Yuan, Wengio Tang, Xi Wang, Ruo-Pu Li, and Haohong Duan*, Electrocatalytic Ethylene Glycol to Long-Chain C3+ α-Hydroxycarboxylic Acids via Cross-Coupling with Primary Alcohols, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c04034
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c04034