低温逆水ガスシフトプロセスと、再生可能な炭素資源の付加価値化学物質への変換

重要な化学物質の生産における有毒なCOの代わりにCO2の使用は広範囲にわたる関心を集めており、逆の水ガスシフト反応（RWGSR）がこの種のプロセスの重要なステップです。熱力学的制限は、COの他の化合物との反応によって克服されますが、RWGSRを含むほとんどの反応の温度は、通常、CO2の不活性により非常に高いです。ここでは、RU3（CO）12がリガンドまたはプロモーターなしでイオン液体HMIMBF4のRWGSRを触媒することがわかっており、COは80°Cで生成できることがわかりました。詳細な研究では、イオン液体中のBF4が低温RWGSRで重要な役割を果たしたことが示されました。低温RWGSRに基づいて、CO2およびDiarylエーテルからのキサントンの合成、CO2およびアニゾールからのフェノールと酢酸の合成、CO2およびリグニニニニニニンからの酢酸の生産など、CO2を貴重な化学物質に変換するための3つの重要なルートが開発されました。。反応は80°Cという低い温度で発生する可能性があり、低温RWGSRは、軽度の条件下での反応に不可欠でした。この戦略は、CO2とH2を低温下の原料として使用することにより、付加価値化学物質を生産する方法を開きます。

The use of CO2 instead of toxic CO in the production of important chemicals has attracted widespread interest, and the reverse water-gas shift reaction (RWGSR) is the key step for this kind of processes. Although the thermodynamic limitations are overcome by the reaction of CO with other compounds, the temperature of most reactions involving RWGSR is usually very high owing to the inertness of CO2 . Herein, it was found that Ru3 (CO)12 could catalyze the RWGSR in the ionic liquid HMimBF4 without ligand or promoter, and CO could be produced at 80 °C, which was much lower than the temperatures reported to date. Detailed studies showed that the BF4 - in the ionic liquid played a crucial role in the low-temperature RWGSR. Based on the low-temperature RWGSR, three important routes to transform CO2 into valuable chemicals were developed, including synthesis of xanthone from CO2 and diaryl ethers, synthesis of phenol and acetic acid from CO2 and anisole, and production of acetic acid from CO2 and lignin. The reactions could occur at temperature as low as 80 °C, and low-temperature RWGSR was essential for the reactions under mild conditions. The strategy opens the way to produce value-added chemicals by using CO2 and H2 as feedstocks under low temperature.