由二氧化碳合成长链羧酸

刘志敏

中国科学院化学研究所，北京 100190

由醚、二氧化碳和氢气生成高级羧酸的催化机理。

CO2是极具潜力的可再生C1资源，由其制备高附加值化学品具有重要意义。羧酸是一类重要的化学品，由CO2作为原料合成羧酸受到人们的广泛关注。在过去几十年，科学家们在CO2加氢制备甲酸方面不断取得进展，而由CO2为原料合成高级羧酸也是人们一直追求的目标。但是，目前通常需要利用昂贵的或者对空气/水敏感的底物(比如格氏试剂、不饱和烃、有机卤化物等)，并且使用硅烷或金属基还原剂等，通过化学计量反应合成高级羧酸。氢气是一种清洁、廉价、易得的还原剂，利用CO2和H2合成高级羧酸是一条绿色途径，具有重要意义。醚类化合物是便宜的基础化学品，它们来源广泛，并且可从生物质获得。

中国科学院化学研究所钱庆利研究员、韩布兴院士等以醚类化合物、CO2和H2为原料，通过构建IrI4/LiI高效催化体系，成功制备了长链羧酸。在170 °C温度条件下，在乙酸溶剂中该反应可高效进行，各种醚均可转化为对应的高级羧酸。机理研究表明，底物醚首先在催化剂作用下转化为烯烃，烯烃进一步转化为烷基碘化物；该类碘化物再与经逆水煤气反应原位生成的CO反应，生成高级羧酸(如上图所示)。相关工作发表在近期的Nature Communications上1。该研究成果为CO2转化和高级羧酸的合成提供了一个新策略。