己二酸是一種重要的工業(yè)化學品，目前其生產依賴化石資源。韓布興院士、中國科學院化學研究所錢慶利研究員首次報道了以生物質衍生的 γ- 戊內酯（GVL）為原料，與CO?、H?反應制備己二酸的方法。研究發(fā)現(xiàn)，在乙酸 / 水（AcOH/H?O）二元溶劑體系中，以碘（I?）為促進劑的銠（Rh）催化劑，可在工業(yè)相關溫度（140°C）下高效催化該反應。研究通過實驗與密度泛函理論（DFT）計算，對反應路徑進行了系統(tǒng)且詳細的分析。該串聯(lián)一鍋法通過將熱力學不利的GVL開環(huán)反應與熱力學有利的氫羧基化反應耦合，實現(xiàn)了熱力學調控，推動整體反應向二酸產物方向進行。反應包含三個關鍵步驟：一是H?將CO?還原為一氧化碳（CO）與水（H?O）；二是GVL開環(huán)生成反應中間體；三是中間體與CO、H?O發(fā)生氫羧基化反應。穩(wěn)定的 GVL 能維持高活性中間體的低濃度，避免其中發(fā)生加氫副反應，從而有利于二酸產物獲得高選擇性。此外，該策略可從不同內酯出發(fā)，以高產率制備多種二酸，其中二酸產物的產率最高可達89%。該方法為利用兩種可再生碳資源與一種綠色還原劑（H?）實現(xiàn)己二酸的可持續(xù)合成開辟了新途徑。
該研究工作以“Tandem Catalysis Enables the Hydrocarboxylation of γ-Valerolactone with CO2 and H2 to Produce Adipic Acid”為題，發(fā)表在《Journal of the American Chemical Society》上。
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