硼氢化试剂在二氧化碳还原官能化反应中的研究进展

doi:10.7503/cjcu20220199

摘要/Abstract

摘要：

二氧化碳(CO₂)是一种储量丰富、廉价易得、安全的可再生资源, 通过化学转化实现对CO₂的资源化利用, 获得高附加值的能源、材料及化工产品是达成“二氧化碳减排战略”的重要组成部分. 然而, CO₂在其化学转化中常表现为热力学稳定性和动力学相对惰性, 使其转化效率不高. 因此, CO₂活化转化具有很大的挑战性. 近几年来, 利用CO₂的还原官能化反应制备高附加值的化学品取得了长足的进步. 本文对硼氢化试剂在CO₂分子还原官能团化构筑C—N, C—C, C—O以及C—S键, 合成有用的精细化学结构单元并获得高附加值化学品的研究进行了总结. 硼氢化试剂廉价易得, 对环境污染小, 在使用过程中易于操作, 对CO₂分子的还原效率以及获得的产物纯度和产率都较高.

关键词: 二氧化碳, 硼氢化试剂, 还原官能化, 高附加值化学品

Abstract:

Carbon dioxide（CO₂） has shown great potential as an important one-carbon（C1） source in chemical feed-stock due to its low-toxicity， abundance， availability， and recyclability. The conversion and utilization of CO₂ to value-added chemical products are important part of achieving “strategies for CO₂ abatement”. Due to the high kinetic and thermodynamic stability of CO₂， the high selectively reductive functionalization of CO₂ to the value-added chemicals simultaneously is still desirable. In recent years， great progress in activation and incorporation of CO₂ into valuable chemicals has been achieved. Herein， the reductive functionalization of CO₂ using borohydride reagents is summarized. It mainly describes the hydroboration of CO₂ in the presence of alkali metal borohydride， ammonia borane， and organic borane.

Key words: Carbon dioxide, Borohydride reagent, Reductive functionalization, Value-added chemical

中图分类号:

O621.3

TrendMD:

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图/表 35

Fig.1 Hierarchical reduction functionalization of CO2

Fig.2 Reduction of CO2 to trimethoxyboroxine (MeOBO)3 with NaBH4

Fig.3 Reduction of CO2 with NaBH4 in CH3CN

Fig.4 N?formylation and N?methylation of amines with CO2 with NaBH4

Fig.5 The selective reductive functionalization of CO2 using thiophenol with NaBH4

Fig.6 Reduction of CO2 with KBH4

Fig.7 Catalyst?free reaction of KBH4 with CO2 to K[HB(OCHO)3]

Fig.8 N?formylation of amines with NaBH(OAc)3 as reducing agent

Fig.9 Reduction of CO2 to CH3OH with Al?based frustrated Lewis pairs and BH3?NH3

Fig.10 Selective reduction of CO2 to boryl formates by using BH3?NH3

Fig.11 Reductive cyclization of o?phenylenediamine with CO2 and BH3?NH3

Fig.12 Synthesis of formamide derivatives with CO2 and BH3?NHMe2

Fig.13 Methylation of 2?arylacetonitrile with CO2 and BH3?NMe3

Fig.14 Selective methylation and formylation of amines with CO2 and BH3?NMe3

Fig.15 Reduction of CO2 to to formatoborohydride with [EMPY][BH4]

Fig.16 Reduction of CO2 using nickel catalyst and borane as reductant

Fig.17 Selective hydroboration of CO2 to the formaldehyde level by Ni?catalyst

Fig.18 Reduction of CO2 catalyzed by bis(dihydrogen) complex [RuH2(H2)2(PCy3)2]

Fig.19 Frustrated Lewis pair inspired CO2 reduction by a ruthenium tris(aminophosphine) complex

Fig.20 Boracarboxylation of nucleophiles with B2(pin)2 and CO2 by using NHC?copper complex

Fig.21 Catalytic carboxylation of allenes using CyPSiP supported Pd complexes

Fig.22 Iron?catalyzed selective reduction of CO2 into bisborylacetal and subsequent functionalization

Fig.23 Cobalt?catalyzed hydroboration of CO2 with borane

Fig.24 Reduction of CO2 with catecholborane using tris(triphenylphosphine)aluminum ambiphilic precatalyst

Fig.25 Reduction of CO2 to form MeOBpin by HBpin catalyzed by gallium hydride

Fig.26 Zn?catalyzed reduction of CO2 with boranes

Fig.27 Hydridotriphenylborates catalyzed hydroboration of CO2 with HBpin

Fig.28 Reduction of CO2 with HBcat and 1?Bcat?2?PPh2?C6H4

Fig.29 Reduction of CO2 to methanol with hydroboranes catalyzed by organobases

Fig.30 Methylation of amines with CO2 with hydroboranes

Fig.31 Methylation of amines with CO2 by using carbodicarbenes as organocatalysts

Fig.32 Hydroboration of CO2 to the methoxide level with 9?BBN, catBH and pinBH

Fig.33 NHOs?catalyzed formylation reaction with CO2

Fig.34 Acetate?catalyzed reduction of CO2 with HBpin/BH3·SMe2

Fig.35 Reduction of CO2 with different borohydrides using phosphinoborane as catalyst

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