Fig. 2 Illustrazione schematica dell'accoppiamento Glaser-Hay catalizzato da catalizzatore di Cu a singolo atomo di alchini terminali. Credito:REN Peng
I catalizzatori di materiale carbonioso drogato con azoto (M-N-C) di metalli non nobili sono considerati potenziali alternative per i metalli preziosi, per la loro abbondanza, biocompatibilità, rispettoso dell'ambiente e alte prestazioni catalitiche.
Però, le attuali strategie sintetiche per la fabbricazione di catalizzatori MNC tramite pirolisi ad alta temperatura portano inevitabilmente a un'eterogeneità strutturale.
Per ottenere M-N-C con siti attivi atomicamente dispersi, è necessario un post-trattamento per rimuovere le nanoparticelle contenenti metalli inorganici. Questo rende l'intera sintesi complicata e poco rispettosa dell'ambiente, e persino danneggia la struttura del sito M-Nx.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. YANG Yong del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) dell'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato un semplice, metodo sintetico di pirolisi ad alta temperatura economico ed efficiente. Lo studio è stato pubblicato su Materiali e interfacce applicati ACS .
Utilizzando biochar ecologico e Cu (NO .) poco costoso 3 ) 2 come le materie prime senza processo di post-trattamento, gli scienziati hanno sintetizzato il catalizzatore Cu-N-C disperso atomico. La dispersione atomica di Cu-N . coordinativamente insaturo 2 siti è su carbonio poroso gerarchicamente drogato con N derivato da biomassa con un'elevata superficie specifica.
"Questo catalizzatore mostra prestazioni catalitiche eccezionali per l'accoppiamento Glaser-Hay di alchini terminali in condizioni prive di base, condizioni prive di ligandi utilizzando l'aria come ossidante, " disse REN Peng, uno studente post-laurea di QIBEBT e primo autore dello studio.
Questo protocollo ha affrontato il problema della scarsa selettività nella sintesi dell'asimmetrico 1, 3-diyen, è un importante passo avanti nel campo, commentato dai revisori.
Risultati sperimentali e calcoli teorici hanno rivelato che il basso numero di coordinazione di N dei siti di Cu a singolo atomo in Cu-N 2 ha mostrato un adsorbimento preferenziale all'alchino terminale; nel frattempo, i siti N piridinici adiacenti sulla matrice di carbonio hanno facilitato la deprotonazione dell'alchino adsorbito per generare le specie intermedie chiave, potenziando così sinergicamente la reazione.
Questo lavoro non solo fornisce una facile strategia sintetica alternativa per fabbricare catalizzatori MNC dispersi atomicamente, ma rappresenta anche un significativo passo avanti per l'accesso (a)simmetrico 1, 3-diynes dall'accoppiamento Glaser-Hay.
