ベンジルアミンのベンジルアミンの優れた電気触媒酸化を可能にする2D導電性金属製フレームワークナノワイヤへの多数の取り込み

重要な有機中間体として、ベンゾニトリル（BN）は、有機合成化学および医薬品および染料産業に広く関与しています。ただし、より効率的で制御可能な合成技術とBNの合成のための対応する緑色の触媒の調査は、依然として大きな課題をもたらします。ここでは、陽極電極触媒としての多重測量の2次元導電性金属有機フレームワーク（2D CMOF）を備えた、BNの緑で便利で非常に効率的な電気化学合成戦略を開発します。固有の2D電気導電性構造とマルチメトリック結合触媒効果を最適化したおかげで、結果として生じるマルチトリック2D CMOFSは、優れたベンジルアミン（BA）電気酸化性能を示します。特に、トリメタリック2D CMOF（Nicofe-Cat）は、10 ma・cm-2電流密度を達成するために1.29 V vs可逆的水素電極（RHE）の超潜在電位を必要とします。ベンゾニトリルの非常に高収量（0.058 mmol・mg-1・h-1）とファラディック効率（〜87％）は、両方とも1.45 VでのBa電気酸化反応中に達成されます。/MIII（NI、CO、FE）は、BA変換を促進するための多重メステル活性種と見なされる場合があります。また、マルチメタリック2D CMOFSの優れたサイクリング耐久性は、潜在的な実用的なアプリケーションをさらに促進します。これらの電気触媒性能は優れていると考えられており、ベンジルアミンの電気触媒酸化のための他のすべての報告されたNiベースの無機またはMOFベースの電気触媒をほぼ上回っています。

As an important organic intermediate, benzonitrile (BN) is widely involved in organic synthetic chemistry and pharmaceutical and dyestuff industries. However, the exploration of a more efficient and controllable synthesis technique and the corresponding greener catalysts for the synthesis of BN still poses a great challenge. Herein, with multimetallic two-dimensional conductive metal-organic frameworks (2D cMOF) as anodic electrocatalysts, we develop a green, convenient, and highly efficient electrochemical synthesis strategy for BN. Thanks to the intrinsic 2D electrically conductive structure and the optimized the multimetallic coupling catalytic effect, the resulting multimetallic 2D cMOFs exhibit excellent benzylamine (BA) electrooxidation performance. Especially, the trimetallic 2D cMOF (NiCoFe-CAT) requires an ultralow potential of 1.29 V vs reversible hydrogen electrode (RHE) to achieve a 10 mA·cm-2 current density, which indicates the fastest reaction and the most favorable thermodynamic condition. A very high yield (0.058 mmol·mg-1·h-1) and faradic efficiency (∼87%) of benzonitrile are both achieved during the BA electrooxidation reaction at 1.45 V. The reaction mechanism investigations indicated that the various redox mediators of MII/MIII (Ni, Co, Fe) may be regarded as multimetal active species to promote BA conversion. Also, the excellent cycling durability of multimetallic 2D cMOFs further promotes their potential practical applications. These electrocatalytic performances are considered excellent and nearly surpass all other reported Ni-based inorganics or MOF-based electrocatalysts for the electrocatalytic oxidation of benzylamine.