Selective Partial Oxidation of Methyl Groups by Electrochemically Generated Ceric Ions

化学 甲苯 苯甲醛 部分氧化 离解(化学) 催化作用 选择性 电化学 水溶液 离子 乳状液 绿色化学 氧化还原 无机化学 皮克林乳液 光化学 水介质 双水相体系 反应机理 电极 化学工程 环境友好型 有机化学 多相催化
作者
Hongling Huang,Weidong Zhang,Xianwen Mao,Bihao Hu,Lei Wang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (31): 33263-33273
标识
DOI:10.1021/jacs.6c06758
摘要

Activation of saturated C-H bonds, particularly the partial oxidation of methyl groups, remains a major challenge in modern catalysis due to their high bond dissociation energies and low polarity, and it currently relies heavily on costly catalysts, oxidants, and harsh conditions. In this work, we report a sustainable strategy for the selective partial oxidation of methyl groups using electrochemically generated ceric ions (Ce4+). Using toluene as a model system, we construct a Pickering emulsion stabilized by hydrophobized SiO2 microspheres, which markedly increases the interfacial area between the organic toluene phase and the aqueous Ce4+ phase. As a result, the system achieves a high benzaldehyde selectivity (∼80%) with a production rate of ∼10 mM h-1, nearly a 2-fold enhancement compared with a nonemulsified biphasic system. The reduced Ce3+ species is efficiently regenerated via electrochemical oxidation with a high electron utilization efficiency exceeding 95%, enabling a closed-loop oxidation-regeneration cycle under mild conditions. We also demonstrate that the solid emulsifier can be readily recovered and reused for ten cycles without noticeable performance degradation. Moreover, we extend this strategy to a broad range of aromatic and aliphatic methyl-containing substrates, demonstrating its broad applicability. When powered by renewable electricity, the process provides a green and cost-effective alternative to conventional methyl oxidation routes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
witty完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
斯文的立轩完成签到,获得积分10
1秒前
violet发布了新的文献求助10
1秒前
月白发布了新的文献求助10
2秒前
聪明的三问完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
须臾发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.2应助wyz采纳,获得10
4秒前
guan完成签到,获得积分10
4秒前
02完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.4应助luoyawen采纳,获得30
5秒前
1123完成签到,获得积分10
5秒前
Zhbzzz完成签到,获得积分10
5秒前
zy发布了新的文献求助10
7秒前
丘比特应助yy采纳,获得10
7秒前
8秒前
小马的可爱老婆2完成签到,获得积分10
8秒前
arya发布了新的文献求助30
8秒前
宇你同在完成签到 ,获得积分10
9秒前
Zhbzzz发布了新的文献求助10
9秒前
yyy完成签到,获得积分10
10秒前
Jungle完成签到,获得积分10
10秒前
陈一会发布了新的文献求助10
10秒前
芋头发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
伊索笔下发布了新的文献求助10
11秒前
奇妙发布了新的文献求助10
11秒前
wwww应助翁振生采纳,获得10
12秒前
棒棒精完成签到,获得积分10
12秒前
Mannose完成签到,获得积分10
13秒前
畅快的小懒虫完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
万能图书馆应助九号采纳,获得10
13秒前
ASCC完成签到 ,获得积分10
13秒前
Discovery发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
胡侃完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7670055
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9237868
关于积分的说明 19890511
捐赠科研通 7239435
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284564
关于科研通互助平台的介绍 2443157
邀请新用户注册赠送积分活动 2286483