Synthesis of nitrocarbazole compounds and their electrocatalytic oxidation of alcohol  

含硝基咔唑类有机电催化剂的合成及其对醇的电催化氧化（英文）

作　　者：朱英红[1] 张健青[1] 陈姿颖[1] 张安伦[1] 马淳安[1] 

机构地区：[1]浙江工业大学化工学院绿色化学合成技术培育基地,浙江杭州310032

出　　处：《Chinese Journal of Catalysis》2016年第4期533-538,共6页催化学报（英文）

基　　金：supported by the Special Program for the National Basic Research Program of China(973 Program,2012CB722604)~~

摘　　要：Three compounds with nitrocarbazole frameworks were synthesized and their electrochemical reversibility as organic electrocatalysts was studied by cyclic voltammetry. The electrochemical reversibility and oxidation‐reduction potential of the compounds were greatly affected by their substituents. The oxidation‐reduction potential of the compound with an electron‐donating group was negative, while that of the compound with an electron‐withdrawing group on the carbazole framework was positive. The electrocatalytic oxidation activities of the nitrocarbazole compounds were investigated through cyclic voltammetry and controlled potential electrolysis at room tem‐perature. The electrocatalysts showed excellent selectivity for p‐methoxybenzyl alcohol, converting it to the corresponding aldehyde through electro‐oxidation with just 2.5 mol%of the electrocata‐lysts presented. The electrocatalysts maintained their excellent electroredox activity following re‐cycling.有机小分子的电催化氧化是催化领域的一个重要研究内容.通过醇的选择性氧化合成相应醛或酮类化合物在精细化学品和有机化学中间体的合成领域均具有十分重要的意义.有机电催化合成用电子代替强氧化还原剂,可以使反应在比较温和的条件下进行.但在直接电氧化合成反应中,电极表面容易生成有机聚合物膜,使电极钝化,电流效率急剧下降.而在电子转移媒质作用下的有机电催化反应不仅可以避免电极表面钝化,还可以控制目标产物的过度氧化.三芳胺类化合物是一类新型的电氧化还原媒质,由于其具有较宽的电化学氧化还原电位已引起研究者的广泛关注.咔唑类化合物相比于三芳胺类具有更好的平面性,使得取代基效应更为显著.咔唑类化合物被广泛作为荧光材料,但用于电化学方面的研究很少.本文通过在咔唑类化合物中引入具有强吸电子性的硝基以提高该类化合物的氧化电位,并将其作为有机电催化媒质,采用间接电化学氧化的方式,在室温下研究醇的电化学催化氧化反应,合成相应醛类化合物.我们合成了三种含硝基咔唑类有机电催化剂,通过~1H NMR对其结构进行了鉴定.采用循环伏安法测试了该类有机电催化剂的电化学氧化还原性能.发现取代基的电子效应对有机电催化剂的氧化还原电位及电化学氧化还原可逆性有很大的影响,供电子基(–OCH^3)的引入使氧化电位负移(0.717 V),吸电子基(–Br)的引入使氧化电位明显正移(1.282 V).同时,取代基的引入有效改善了有机电催化剂的电化学可逆性,从而可以作为有效的电氧化还原媒质应用于电化学氧化反应中.而当把化合物中的NO^2还原为NH^2后,咔唑类化合物的电化学氧化还原可逆性完全消失,表明硝基的引入对咔唑类有机电催化剂的电化学性能有很大的影响.循环伏安结果发现,在咔唑类硝基化合物的作用下,对甲�

关 键 词：Nitro-carbazole compounds Organic electro-catalyst Indirect electro-oxidation Selective electro-oxidation Redox reversibility 

分 类 号：O643.36[理学—物理化学] O621.251[理学—化学]