由苯甲酸及其衍生物制備精細(xì)化學(xué)品、醫(yī)藥中間體、工業(yè)原料等下游產(chǎn)品已受到廣泛關(guān)注。例如,苯甲酸選擇性加氫得到的環(huán)己甲酸是制備吡喹酮、己內(nèi)酰胺、三聯(lián)胺等藥物必不可少的有機(jī)中間體,也是工業(yè)生產(chǎn)尼龍的重要步驟。針對(duì)上述反應(yīng),目前研究多采用熱催化轉(zhuǎn)化的方法,需要外部輸入氫氣,同時(shí)苯甲酸其缺電子芳環(huán)具有較高的共振能,反應(yīng)需要在高溫高壓條件下進(jìn)行,容易造成羧基加氫等副反應(yīng)的發(fā)生。相比之下,電催化方法以水為氫源,室溫常壓下即可反應(yīng),更為環(huán)保。因此,如何實(shí)現(xiàn)溫和條件下苯甲酸向環(huán)己甲酸的綠色高效轉(zhuǎn)化成為研究熱點(diǎn)。
大連理工大學(xué)梁長(zhǎng)海教授和陳霄副教授團(tuán)隊(duì)采用共電沉積方法,制備了負(fù)載型鉑釕雙金屬催化劑用于苯甲酸電催化加氫制環(huán)己甲酸。優(yōu)化金屬原子比的催化劑在酸性水相電解質(zhì)中實(shí)現(xiàn)了高達(dá)92.9%的苯甲酸轉(zhuǎn)化率、100%的環(huán)己甲酸選擇性和62.2%的法拉第效率,是目前所報(bào)道的最優(yōu)結(jié)果。同時(shí),該催化劑也表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和電催化苯甲酸衍生物芳環(huán)加氫的普適性。此外,質(zhì)子交換膜反應(yīng)器的使用驗(yàn)證了通過(guò)電合成方法大規(guī)模生產(chǎn)增值化學(xué)品的潛力。相關(guān)工作于近日以題為“Electrocatalysis as an Efficient Alternative to Thermal Catalysis over PtRu Bimetallic Catalysts for Hydrogenation of Benzoic Acid Derivatives”的研究型論文在Green Chemistry(DOI: 10.1039/D3GC01540H)期刊上發(fā)表。