Een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Dai Wen van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), in samenwerking met Associate Prof. Zhang Zehui van de South-Central University for Nationalities, ontwikkelde een nieuwe strategie voor heterogene katalytische opeenvolgende splitsing en functionalisering van C-C-bindingen in alcoholen.

Hun bevindingen werden gepubliceerd in Chem op 25 maart.

Aangezien alcoholen breed toegankelijk kunnen zijn uit zowel fossiele bronnen als natuurlijk hernieuwbare biomassa, is de oxidatieve splitsing en functionalisering van C-C-bindingen in alcoholen naar voren gekomen als een krachtig hulpmiddel voor de omzetting van alcoholen in een verscheidenheid aan chemicaliën met toegevoegde waarde.

In de afgelopen decennia zijn inderdaad enkele homogene katalytische systemen goed ingeburgerd voor de splitsing en functionalisering van alcoholen. Overmatige afhankelijkheid van stoichiometrische en milieuonvriendelijke oxidanten, een grote overmaat van een sterke base en/of een hoge belading van edelmetaalkatalysatoren beperken echter nog steeds de meeste van deze reactieklassen.

De onderzoekers ontwikkelden een nieuw en efficiënt protocol dat de directe synthese van amiden mogelijk maakt via heterogene mangaanoxide gekatalyseerde opeenvolgende splitsing en amidering van CC-bindingen in alcoholen met zuurstof als een milieuvriendelijk oxidatiemiddel en ammoniak als stikstofbron.

Ze ontdekten dat een breed scala aan primaire en secundaire alcoholen, 1,2-diolen en zelfs β-O-4- en β-1-ligninemodelverbindingen soepel C-C-bindingssplitsing konden ondergaan om kortere amiden met één of meerdere koolstofatomen te leveren . Bovendien maakte een kleine wijziging van de reactieomstandigheden de splitsing en cyanering van alcoholen mogelijk om toegang te krijgen tot sterisch gehinderde nitrillen.

Dit protocol heeft een goede functionele groepstolerantie, gemakkelijke schaalbaarheid, kosteneffectieve en recyclebare katalysator, het gebruik van gemakkelijk beschikbare uitgangsmaterialen, een breed substraatbereik. Het is toegepast op de amidering en cyanering van bioactieve alcoholen in een laat stadium, wat een efficiënte manier biedt om natuurlijke productderivaten te genereren voor het ontdekken van geneesmiddelen en chemische biologie.

"Daarom vormt deze methode niet alleen een aanvulling op bestaande protocollen voor transformaties van alcoholen, maar breidt ze ook de nieuwe toepassing van de overvloedige fossiele hulpbronnen en hernieuwbare biomassa uit", zei prof. Dai. + Verder verkennen

Nieuwe op ijzer gebaseerde katalysator verhoogt de omzetting van CO2 naar hogere alcoholen