【动态】上交陈接胜＆李新昊教授课题组：Pd金属表面修饰碳酸分子高选择性催化硝基苯加氢制备环己酮

煤炭、天然气、石油等传统能源的大规模消耗不仅导致了严重的能源危机，而且导致二氧化碳等废气的大量排放，同样引发了一系列令人不容忽视的环境问题。二氧化碳的再利用作为绿色化学的重要组成部分，一直以来受到了广泛的关注。

百余年来，人们一直致力于二氧化碳的循环利用以解决严重的能源问题和环境问题，例如：通过还原二氧化碳合成重要的工业小分子等方法实现能源的储存和再利用；或者是直接将二氧化碳转化成具有较高价值的化学制品等。

在异相催化反应中，为了提高目标产物的选择性，添加有机配体一直是最为通用和重要的策略。但是由于传统的有机配体多为固态或者液态，所以必须要对催化剂进行分离才能得到高纯度的化学制品，额外增加了工业成本。如果使用二氧化碳作为配体活化催化剂，不仅能够凭借气态的特征免去了分离步骤，而且还实现了二氧化碳的再利用，有效地缓解了能源和环境问题。

环己酮分子是一种六元环的饱和环酮，常用于工业上制备尼龙和尼龙66；同时环己酮也是一种适用性很高的溶剂，经常用于溶解纤维素、涂料、油漆等。在工业上，合成环己酮的途径主要分为以下两种：环己烷的氧化和苯酚的氢化，这两种方法通常需要以贵金属或者是合金为催化剂且在高温高压的条件下，才能保证一定的收率。

图1. 碳酸分子修饰Pd金属促使硝基苯高选择性还原为环己酮的机理图

最近，上海交通大学的陈接胜教授、李新昊教授课题组设计了一种全新而又绿色的合成环己酮的全新途径。

将二氧化碳溶于水所形成的碳酸分子修饰到贵金属Pd催化剂的表面，通过碳酸和硝基苯形成氢键，强化了硝基苯在Pd金属表面的吸附，从而可以在常温常压的反应条件下高选择性氢化硝基苯合成环己酮，其收率高达97%以上，相较于在传统的纯氢气条件下，其TOF数值提高了14倍。

该合成路线是一条全新并且十分温和、绿色的反应途径。当反应完成后，碳酸分子可以通过简单处理再次转化为二氧化碳，形成循环利用，真正地实现了变废为宝。

同时该方法也适用于苯胺、N-甲基苯胺等芳香族化合物的加氢反应，甚至可以广泛应用于人工光合作用、电催化有机合成等催化领域。

相关结果发表在ChemCatChem上，DOI: 10.1002/cctc.201900389。原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cctc.201900389