近日，河北师范大学化学与材料科学学院刘庆彬研究员在催化CO2氢化直接合成可用作生物燃料或精细化学品的羧酸甲酯领域取得新进展，相关成果在线发表于Chem. Sci.（DOI: 10.1039/d0sc02942d (IF9.556)。
减少CO2排放和对有限化石资源的依赖，维持大气中CO2的平衡，寻找可持续的生产燃料和化学品的替代方法是一项重大的挑战。一项倍受关注的策略是以捕获的CO2为碳源可持续地合成生物燃料和化学品。其中，在催化剂的存在下，以氢气作为氢源，催化氢化使CO2转化为能源或资源，使CO2可以循环利用，减少CO2排放、减缓温室效应，是解决当前环境问题的一个重要手段，而氢气可以通过光解水或电解水而获得。近日，河北师范大学化学与材料科学学院刘庆彬研究员在该领域取得新进展，相关成果在线发表于Chem. Sci.上。
目前CO2的利用，多数研究围绕利用碱性物质胺类化合物捕获后，高效的合成甲醇，然后再由甲醇合成燃料或其他化学品，脂肪族甲酯可以用作生物燃料，芳香族甲酯则可做精细化学品。本课题独辟蹊径，设计了一种级联策略：设计合成金属钌催化剂，催化的CO2加氢成甲醇后原位与羧酸缩合成甲基酯。实现了二齿膦钌配合物催化氢化CO2并与羧酸原位高效缩合制备羧酸甲酯。同时提高了甲醇的转化效率，TON值可达3263。生成的脂肪羧酸甲酯可用做生物柴油，实现了将CO2一步转化成液体燃料，同时合成的芳香族甲酯可作为精细化学品在香料、医药中间体和增塑剂等领域广泛应用。本课题还提供了一种高效由CO2合成甲醇的新方法，不用于以往的胺类捕获CO2再合成甲醇，而是通过直接合成脂肪酸甲酯水解得甲醇，载体羧酸可以循环使用。该合成策略为解决CO2的过度排放，为CO2转化成生物燃料和精细化学品的生产提供一条简洁、绿色、可持续发展的新途径。该研究成果主要由博士生王征，硕士生李勇，赵紫薇等同学完成，得到了国家自然科学基金委、河北省自然科学基金等基金的支持。刘庆彬河北师范大学化学与材料科学学院研究员、博士生导师。1986年毕业于兰州大学化学系获学士学位，1989年兰州大学有机化学专业毕业获硕士学位，导师刘有成院士。2001年-2002年荷兰TUDelft大学生物催化及有机化学实验室访问学者，师从著名绿色化学家 R.A. Sheldon教授课题，课题组主要从事药物分子尤其是手性药物分子绿色合成工艺及方法学研究。主持与完成国家自然基金，国家八五攻关项目，河北省重大科技攻关项目；河北省自然基金、河北省科技攻关项目及横向课题40余项，批准新药2个，申请国家专利20余项。获河北省科技进步三等奖一项。近年来，在Chem. Sci.；ACS Catal., Organic Lett. Green Chem.等重要学术期刊上发表论文50余篇。多项成果已实现产业化。
来源 | 河北师范大学
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