[Angew] 韩布兴院士再发angew：三重掺杂实现醛的高效氧化-氰化

通讯作者：Jinliang Song；韩布兴

通讯单位：中国科学院化学研究所

腈类被广泛用作生产农用化学品、药物、染料、精细化学品和功能材料的多功能中间体。无氰法合成有机氰（使用O2作一种绿色氧化剂进行醛的直接氧化氰化）是一种非常有前途的生产腈的方法。无金属催化系统制备有机氰引起了人们的极大兴趣。

基于此，中科院化学研究所韩布兴院士，Jinliang Song报道了一种用于醛氧化-氰化合成有机氰的具有分级多孔结构的Se，S，N-三掺杂碳纳米片（Se，S，N-CNs-x，x为热解温度）。相关工作以“Highly Efficient Oxidative-Cyanation of Aldehydes to Nitriles over Se，S，N-tri-Doped Hierarchically Porous Carbon Nanosheets”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。

图1. Se，S，N-CNs-1000的表征：（A）TEM图像；（B）SEM图像；（C）HR-TEM图像；（D）XRD图和（F）N2吸脱附曲线，插图：孔径分布。

具体地，Se，S，N-CNs-x主要是通过热解SeO2、壳聚糖、NH4Cl和蛋氨酸的混合物制备的。测试结果表明，Se，S，N-CNs-1000在100℃以下以氨为氮源将各种醛类（包括含有其他可氧化基团的醛类）氧化氰化成相应的腈类具有很高的选择性和效率。

研究人员进一步揭示了Se，S，N-CNs-1000的优异性能主要源于具有较低电子密度的石墨-N以及催化剂中Se、S、N C之间的协同作用。此外，分级多孔结构也可以促进反应。值得注意的是，这种不含金属的催化剂的独特之处在于它可以耐受其他可氧化基团，并且对产物的进一步反应没有活性，因此具有高选择性。这是首次通过醛的氧化氰化在非多相无金属催化剂上合成腈。

图2. 反应温度（A）、时间（B）和催化剂用量（C）对苯甲醛转化率和Se，S，N-CNs-1000（D）重复使用率的影响。反应条件：苯甲醛，0.5 mmol；NH3·H2O，100 μL；O2，5 bar；乙腈，3 mL；Se，S，N-CNs-1000，A、B和D为50 mg；B-D 80°C；A、C和D各10小时。

参考文献：

Manli Hua, Jinliang Song, Xin Huang, Huizhen Liu, Honglei Fan, Weitao Wang, Zhenhong He, Zhaotie Liu, Buxing Han, Highly Efficient Oxidative-Cyanation of Aldehydes to Nitriles over Se，S，N-tri-Doped Hierarchically Porous Carbon Nanosheets, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202107996.