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Chem. Eur. J. :氧铵盐对芳香烃C−O键的高效氧化裂解2025-02-13
浙江大学李浩然课题组报道了一种利用氧氨盐活化水以实现芳香烃C-O键的氧化裂解的新策略。该策略已被成功应用于含α-O-5 和 4-O-5 键木质素模型化合物和工业塑料聚苯醚(PPO)的解聚。

芳香烃C−O键广泛存在于木质素和人造塑料中,研究酚类化合物C(sp2)─O键的氧化裂解对生物质的利用和塑料废弃物的回收利用具有重要意义,但由于芳香烃C─O键的高键解离能(BDE=100-110kcal/mol),其选择性氧化裂解难度较高。考虑到苯酚及其衍生物可通过木质素的解聚得到,且苯酚类化合物的选择性氧化制备苯醌的研究应用前景广泛,我们选择以4-烷氧基苯酚和4-芳氧基苯酚为模型底物,希望能开发一种既能氧化苯酚又可直接应用于木质素裂解和PPO解聚的新方法。

 

 

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以氧铵盐为氧化剂([AcNH−TEMPO]+[BF4])、水为氧源,底物几乎可以化学计量转化为苯醌,该方法比直接氧化苯酚具有更好的选择性和底物适用性。这种有效解聚PPO的无金属策略为塑料回收提供了一种新的环保选择。通过氧化裂解C-O键木质素得到一系列增值产品也在碳资源再生和可持续发展方面具有独特优势。

通过取代基效应、同位素标记实验和动力学分析,证明氧氨盐阳离子活化水形成羟基-氧铵盐加合物,释放出HO+进而实现4-烷氧基苯酚的亲电性本位取代。同时,氧铵盐阳离子被还原为羟胺(AcNH−TEMPOH),可以很容易地通过电解反应回收,氧铵盐的再利用将避免使用化学计量氧化剂带来的高成本问题。

文信息

Oxidative Cleavage of Aromatic C−O Linkages by Oxoammonium Salts

Wenjing Sun, Yongtao Wang, Jiaxin Liu, Qixuan Hu, Kehan Yu, Zeyu Wen, Jia Yao, Haoran Li

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202402838