Fig. 2 Ilustración esquemática de un acoplamiento de Glaser-Hay catalizado por catalizador de Cu de un solo átomo de alquinos terminales. Crédito:REN Peng
Los catalizadores de material de carbono dopado con nitrógeno de metales no nobles (M-N-C) se consideran alternativas potenciales para los metales preciosos. por su abundancia, biocompatibilidad, ambiental benigno y alto rendimiento catalítico.
Sin embargo, las estrategias sintéticas actuales para fabricar catalizadores M-N-C mediante pirólisis a alta temperatura conducen inevitablemente a una heterogeneidad estructural.
Para obtener M-N-C con sitios activos dispersos atómicamente, se requiere un postratamiento para eliminar las nanopartículas que contienen metales inorgánicos. Esto hace que toda la síntesis sea complicada y perjudicial para el medio ambiente. e incluso daña la estructura del sitio M-Nx.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor YANG Yong del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado un sencillo Método sintético de pirólisis de alta temperatura económico y eficiente. El estudio fue publicado en Interfaces y materiales aplicados ACS .
El uso de biocarbón ecológico y Cu (NO) económico 3 ) 2 como las materias primas sin proceso de postratamiento, Los científicos han sintetizado el catalizador de Cu-N-C disperso atómico. La dispersión atómica de Cu-N coordinativamente insaturado 2 los sitios se encuentran en carbono poroso dopado con N jerárquicamente derivado de la biomasa con una alta superficie específica.
"Este catalizador exhibe un rendimiento catalítico sobresaliente para el acoplamiento Glaser-Hay de alquinos terminales en condiciones libres de bases, condiciones libres de ligando mediante el uso de aire como oxidante, "dijo REN Peng, estudiante de posgrado de QIBEBT y primer autor del estudio.
Este protocolo ha abordado el problema de la selectividad deficiente en la síntesis de asimétrico 1, 3-diyens, es un avance importante en el campo, comentado por los pares revisores.
Los resultados experimentales y los cálculos teóricos revelaron que el bajo número de coordinación N de sitios de Cu de un solo átomo en Cu-N 2 exhibió una adsorción preferencial al alquino terminal; mientras tanto, los sitios N piridínicos adyacentes en la matriz de carbono facilitaron la desprotonación del alquino adsorbido para generar las especies intermedias clave, impulsando así sinérgicamente la reacción.
Este trabajo no solo proporciona una estrategia sintética fácil alternativa para fabricar catalizadores M-N-C dispersos atómicamente, pero también representa un avance significativo para acceder a (no) simétrico 1, 3-diynes del acoplamiento Glaser-Hay.
