近日，山西大學魏學紅、郭志強課題組詳細綜述了CO2分級還原構筑C-O鍵合成含氧化合物的最新研究進展，并以表格/圖的形式比較了不同催化劑的反應活性，對該領域所面臨的機遇和挑戰進行了展望。
二氧化碳二電子還原構筑C-O鍵合成甲酸烷酯的研究中，無論是均相催化劑還是多相催化劑，其貴金屬基的催化劑可以實現相對較高的轉化數（TON），尤其是金屬有機釕催化劑。現有的研究主要集中在尋找合適的助劑和載體，以提高催化劑的催化活性和穩定性。其中，大部分的研究實驗結果表明了在催化劑中摻雜金屬要比純催化劑的催化活性高。此外，開發非貴金屬催化劑和無催化對二氧化碳還原為甲酸烷酯類的反應任重道遠，尤為重要的是大部分研究只停留在甲酸甲酯的合成，對以乙醇、乙二醇等醇類為底物合成甲酸烷酯類化合物的研究鮮有報道。
二氧化碳四電子還原構筑C-O鍵合成二甲氧基甲烷（DMM）及其甲氧基醚類衍生物(OMEs)的研究，仍以均相金屬釕基催化劑活性最好，催化劑的結構和電子性質的變化對催化活性影響很大。多相催化劑中需要合適的金屬負載量，目前研究3%Ru負載量為最佳。此外，二氧化碳四電子還原并構筑C-O鍵的方法還適用于多元醇底物，實現二氧化碳還原到亞甲基形成環縮醛和直鏈縮醛。
總體來講，在液態醇中二氧化碳還原并構筑C-O鍵到含氧化合物研究還不夠完善。目前該研究領域仍有很多挑戰性的問題亟待解決：1) 非貴金屬催化劑用于CO2還原到含氧化合物的TON較低，因此開發非貴金屬催化劑并找到合適的載體和助劑或無催化劑顯得尤為重要；2) 該方向的研究大部分還停留在以甲醇為底物合成甲酸甲酯上，盡管有些課題組也對底物進行了拓展，但TON會有明顯的降低；3) CO2加氫制含氧化合物的反應研究路徑已清晰明了，但工業化路線還很難實現；4) 二氧化碳二、四電子還原構建C-O鍵形成含氧化合物已有相關報道，但二氧化碳六電子還原到甲基水平形成含氧化合物還未見報道。
Dr. Zhiqiang Guo,?Dr. Boru Yang,?Dr. Jinping Jia,?Prof. Xuehong Wei
Asian Journal of Organic Chemistry?
DOI:?10.1002/ajoc.202300097
