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Efficient chemical fixation of CO2 into cyclic carbonates using poly(4-vinylpyridine) supported iodine as an eco-friendly and reusable heterogeneous catalyst
Heteroatom Chemistry ( IF 0.3 ) Pub Date : 2018-07-01 , DOI: 10.1002/hc.21440
Nader Ghaffari Khaligh 1 , Taraneh Mihankhah 2 , Mohd Rafie Johan 1
Affiliation  

The utilization of carbon dioxide for the synthesis of valuable chemicals via an environmentally benign method has attracted great attention from organic chemists. The high atomeconomical cycloaddition of CO2 with epoxides for the preparation of cyclic carbonates is one of the most important protocols which is broadly presented in the literature. Assynthesized cyclic carbonates are used as processing solvents for the physical processing of polymers, green polar aprotic solvents, valuable intermediates, antifoam additives, engineering plastics, and polymers such as polycarbonates and polyurethanes, pharmaceuticals and electrolytes in secondary batteries.[1–6] The bifunctional electrophile–nucleophile catalysts, significantly facilitate this transformation under relatively mild conditions.[7–10] In view on the importance of the chemical fixation of CO2, a broad range of homogeneous and heterogeneous catalysts including organic bases, ionic liquids, supported catalysts, organic copolymers, and carbon materials have been investigated for the cycloaddition of CO2 with epoxides. [11,12] Among these materials, different polymersupported catalysts with desirable selectivity have been developed[13–32] which are superior to homogeneous catalysts in terms of catalyst stability and separation of catalyst.[33] However, some of the catalysts and protocols have drawbacks such as the use of a high temperature and CO2 pressure, metallic ions, highcost procedures for product separation and/or catalyst synthesis, low activity, poor stability, unsatisfactory reusability, and need a long reaction time. The alkali metal salts were used as catalyst for the synthesis of cyclic carbonates together with natural products, such as βcyclodextrin, cellulose, lecithin,[34–36] and amino alcohols[37]; however, high CO2 pressure, long reaction time, unrecyclability, and metal waste are disadvantages for this kind of catalyst, which still needs to be improved. Therefore, research on developing the ecofriendly and metalfree processes with recyclable catalysts using carbon dioxide at a low temperature and CO2 pressure is in high demand. Organonitrogen compounds as superbase or Lewis base are wellknown for the activation of CO2 molecules [28] and the electron donoracceptor interaction with CO2. [38] The Received: 25 June 2018 | Revised: 9 September 2018 | Accepted: 12 September 2018 DOI: 10.1002/hc.21440

中文翻译:

使用聚(4-乙烯基吡啶)负载的碘作为环保且可重复使用的多相催化剂,将 CO2 高效化学固定为环状碳酸酯

利用二氧化碳通过一种环境友好的方法合成有价值的化学品引起了有机化学家的极大关注。用于制备环状碳酸酯的 CO2 与环氧化物的高原子经济性环加成反应是文献中广泛介绍的最重要的方案之一。合成的环状碳酸酯被用作聚合物物理加工的加工溶剂、绿色极性非质子溶剂、有价值的中间体、消泡添加剂、工程塑料以及聚合物如聚碳酸酯和聚氨酯、药物和二次电池中的电解质。 [1-6]双功能亲电-亲核催化剂在相对温和的条件下显着促进了这种转化。[7-10] 鉴于 CO2 化学固定的重要性,已经研究了多种均相和非均相催化剂,包括有机碱、离子液体、负载型催化剂、有机共聚物和碳材料,用于 CO2 与环氧化物。[11,12] 在这些材料中,已经开发出具有理想选择性的不同聚合物负载催化剂[13-32],它们在催化剂稳定性和催化剂分离方面优于均相催化剂。 [33] 然而,一些催化剂和协议存在缺陷,例如使用高温和 CO2 压力、金属离子、产品分离和/或催化剂合成的高成本程序、低活性、稳定性差、可重复使用性不令人满意以及需要长时间反应时间。碱金属盐与天然产物如β环糊精、纤维素、卵磷脂[34-36]和氨基醇[37]一起用作合成环状碳酸酯的催化剂;但CO2压力高、反应时间长、不可回收、金属浪费是这类催化剂的缺点,仍有待改进。因此,迫切需要研究使用二氧化碳在低温和二氧化碳压力下开发具有可回收催化剂的环保和无金属工艺。作为超强碱或路易斯碱的有机氮化合物以激活 CO2 分子 [28] 和电子供体与 CO2 相互作用而闻名。[38] 收稿日期:2018 年 6 月 25 日 | 修订日期:2018 年 9 月 9 日 | 接受:2018 年 9 月 12 日 DOI:10.1002/hc.21440 CO2压力高、反应时间长、不可回收、金属浪费是这类催化剂的缺点,仍有待改进。因此,迫切需要研究使用二氧化碳在低温和二氧化碳压力下开发具有可回收催化剂的环保和无金属工艺。作为超强碱或路易斯碱的有机氮化合物以激活 CO2 分子 [28] 和电子供体与 CO2 相互作用而闻名。[38] 收稿日期:2018 年 6 月 25 日 | 修订日期:2018 年 9 月 9 日 | 接受:2018 年 9 月 12 日 DOI:10.1002/hc.21440 CO2压力高、反应时间长、不可回收、金属浪费是这类催化剂的缺点,仍有待改进。因此,迫切需要研究使用二氧化碳在低温和二氧化碳压力下开发具有可回收催化剂的环保和无金属工艺。作为超强碱或路易斯碱的有机氮化合物以激活 CO2 分子 [28] 和电子供体与 CO2 相互作用而闻名。[38] 收稿日期:2018 年 6 月 25 日 | 修订日期:2018 年 9 月 9 日 | 接受:2018 年 9 月 12 日 DOI:10.1002/hc.21440 对使用二氧化碳在低温和二氧化碳压力下使用可回收催化剂开发环保和无金属工艺的研究需求很大。作为超强碱或路易斯碱的有机氮化合物以激活 CO2 分子 [28] 和电子供体与 CO2 相互作用而闻名。[38] 收稿日期:2018 年 6 月 25 日 | 修订日期:2018 年 9 月 9 日 | 接受:2018 年 9 月 12 日 DOI:10.1002/hc.21440 对使用二氧化碳在低温和二氧化碳压力下使用可回收催化剂开发环保和无金属工艺的研究需求很大。作为超强碱或路易斯碱的有机氮化合物以激活 CO2 分子 [28] 和电子供体与 CO2 相互作用而闻名。[38] 收稿日期:2018 年 6 月 25 日 | 修订日期:2018 年 9 月 9 日 | 接受:2018 年 9 月 12 日 DOI:10.1002/hc.21440
更新日期:2018-07-01
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