全文概要
中国科学技术大学熊宇杰、张宁与松山湖材料实验室蔡乐娟团队 报道了一种通过氨活化介导的新路径，实现高效电化学C–N耦合合成酰胺。该研究采用NiCuRu三元合金催化剂，在温和条件下将甲醇与氨转化为甲酰胺，绕过了易过度氧化的醛中间体，显著提升了反应选择性与效率。该路径通过优先氧化氨生成活性*NH₂物种，直接与甲醇衍生物偶联形成C–N键，实现了高达50.1%的法拉第效率和87.6%的碳选择性，甲酰胺产率达到557.2 µmol cm⁻² h⁻¹。该方法还可拓展至生物质/塑料衍生多元醇等废弃碳源，展现出良好的通用性与可持续性。
本文要点
路径创新：提出并验证了“氨优先活化”机制，避免了传统醇氧化路径中醛中间体的生成，有效抑制了甲酸副产物的形成。
催化剂设计：NiCuRu合金在电化学过程中动态重构为（氧）氢氧化物活性相，其中Cu促进重构，Ru促进晶格氧去质子化，增强*NH₂生成能力。
光谱与理论验证：通过原位拉曼、EPR、DEMS和ATR-SEIRAS等技术，结合DFT计算，明确了*NH₂介导的C–N耦合路径及晶格氧参与的氢原子转移（HAT）机制。
实际应用潜力：该方法可利用乙二醇、木糖等废弃碳源合成甲酰胺，法拉第效率达32–60%。技术经济分析（TEA）表明，在优化电流密度与电价条件下具备商业化盈利潜力。
文献详情
Zhenzhong
Liu, Guangtao Ma, Jiawei Li, et al. Directing the Electrochemical C–N
Coupling Toward Efficient Amide Synthesis via Ammonia
Activation-Mediated Pathway, Angew. Chem. Int. Ed. (2025)
DOI: 10.1002/anie.202518108
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202518108
