CO_2与稠环芳烃的电化学羰基化反应研究

【摘要】： 本文以CO_2和稠环芳烃化合物为原料电化学合成了具有立体选择性芳基二元羧酸。室温下,在单室电解池中以镍为阴极、铝为牺牲阳极,n-Bu4NBr-DMF为支持电解质,恒电流电解二氧化碳(4 MPa)与稠环芳烃化合物(萘、甲基萘、蒽、菲和1H-茚),可以得到相应具有立体选择性的芳基二元羧酸产物(产率62%~90%)。我们对影响目标产物产率的主要因素(阴极材料,支持电解质、电量、电流密度、温度和二氧化碳压力)进行了详细的考察。实验结果显示,在所考察的阴极材料(Ni,Pt,Ag,Cu和Zn)当中,Ni和Pt表现出良好的催化活性;在电羰基化反应过程中,Ni和Pt既作为阴极材料又扮演着催化剂的角色。然而以Ag, Cu和Zn作阴极材料只得到低产率或没有发现二元羧酸产物,同时发现有碳酸盐生成。另外,支持电解质、电量、电流密度、温度和二氧化碳压力等因素对目标产物也有一定的影响。 我们尝试展开CO_2与稠环芳烃化合物电羰基化反应机理的研究,此方面研究相关文献的报道尚少。我们利用循环伏安法对COB2B与萘的电羰基化反应机理进行了研究,考察了不同阴极材料对电羰基化反应机理的影响。本文还根据电合成和循环伏安实验的结果,对电羰基化反应的机理进行了讨论,并提出了可能的反应机理。