韩布兴院士课题组最新综述: 碱性离子液体高效催化二氧化碳合成有机碳酸酯的最新进展

CO₂是主要的温室气体，但同时也是C1家族最为廉价和丰富的碳资源，这种便宜而且无毒的C1资源的固定化及资源化研究一直是世界各国普遍关注的重要课题。其中，将CO₂化学固定转化为有机碳酸酯更是CO₂资源固定化的热点之一。由于CO₂具有高的热稳定性和动力学惰性，CO₂化学转化为有机碳酸酯的条件相对苛刻，常需要高的反应温度和反应压力，而且需要强碱、复杂的金属配合物做催化剂。因此，探索绿色、无金属的催化剂，在相对温和的反应条件下将CO₂化学转化为有机碳酸酯具有重要意义。

碱性离子液体具有优良的物理化学性质，在CO₂化学固定化，特别是催化CO₂合成有机碳酸酯方面展现出优异的催化性能。近日，中科院化学所韩布兴院士课题组在SCIENCE CHINA Chemistry杂志上发表了题为“Basic ionic liquids promoted chemical transformation of CO₂ to organic carbonates”的综述，总结了近十年碱性离子液体在催化CO₂合成有机碳酸酯中的应用和发展。

文章根据离子液体碱性位点的不同介绍了常用碱性离子液体的分类和结构，详细讨论了多种碱性离子液体催化CO₂转化为环状和链状碳酸酯的反应，包括反应条件、目标产物收率、碱性离子液体的催化活性和反应机理。对比大量已报道的工作发现, 离子液体的碱度、官能团、阴离子与阳离子的相互作用都会影响其催化活性。利用合适的碱性离子液体，可以在高收率、高选择性的温和条件下生成环状碳酸酯。然而，与碱性离子液体催化CO₂反应生成环状碳酸酯相比，碱性离子液体催化CO₂向链状碳酸盐酯的转化仍存在反应时间长、温度和CO₂压力高、选择性和收率低等问题。鉴于此，作者提出：可通过设计具有合适功能基团和碱度的特定功能性离子液体或混合功能性碱性离子液体体系解决CO₂化学固定生成链状碳酸酯中现存的问题。作者相信，基于碱性离子液体的催化体系在开发高效、绿色的二氧化碳转化为有机碳酸盐的路线方面具有广阔的前景。

文章详见：Jiayin Hu, Huizhen Liu & Buxing Han. Basic ionic liquids promoted chemical transformation of CO₂ to organic carbonates. Sci China Chem, 2018, 61(12): 1486-1493。点击左下角“阅读原文”可免费阅读和下载全文。

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作者简介：

胡佳音，2016年毕业于中国科学院化学研究所，现为天津科技大学讲师。主要研究方向为功能离子液体的制备及其在化学反应中的应用。在Angew. Chem. Int. Ed.、Green. Chem.、ChemSusChem等期刊发表论文7篇。

韩布兴院士，中国科学院化学研究所研究员，中国科学院院士，《中国科学：化学》和Science China Chemistry编委。主要从事化学热力学与绿色化学的交叉研究，在超临界流体、离子液体等绿色溶剂体系化学热力学、绿色溶剂在化学反应和材料合成中的应用研究方面取得系统性成果。在 Science、Acc. Chem. Res.、Chem. Rev.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Nature Commun.等期刊发表SCI收录论文480篇，被引15000余次，获国家专利30件。作为第一完成人获国家自然科学奖二等奖1项、北京市科学技术奖二等奖1项，获Elsevier出版社J. Colloid interf. Sci.期刊终身成就奖。