以下文章来源于RSC Sustainable Science ，作者孙旭平团队
导语
随着全球能源需求的快速增长和减缓气候变化的多项全球举措，将工业生产过程与化石燃料衍生能源脱钩的需求变得更加紧迫。电化学过程已成为可再生能源化学整合的有前途的平台，以电子转移的形式直接将清洁电能转化为化学能，大大减少了当前工业热过程中的 CO₂ 排放。
环氧化是有机化学中用于生产环氧化合物的重要反应。烯烃环氧化化学在工业生产中起着至关重要的作用，由此产生的环氧化物被广泛用作工业原料和中间体。实际上早在 30 年前就已经通过电化学方法开发出来了。然而，这些方法受到电化学稳定性、反应物在电解质中的低溶解度和副产物的限制。
最近，使用 H₂O₂ 作为烯烃环氧化过程的氧化剂已成为一种有前途的替代品，具有高选择性，并且对环境无害。尽管在原位 H₂O₂ 合成方面付出了大量努力，但它仍然受限于 (i) 高操作温度和爆炸性氧化剂，(ii) 均相催化剂与有机物的分离，(iii) 环氧化物在电解质中容易水解，和 (iv) 亲脂性烯烃在电解质中的低溶解度。因此，人们热切期待一种具有简单、可持续和高效优点的理想方法。
在这里，我们 (电子科大孙旭平团队) 描述了一种具有相分离膜电极组装策略的有机电系统，结合原位 H₂O₂ 电合成和烯烃环氧化，直接生产环氧化物的纯溶液。且烯烃的能量转换效率 >90%，仅消耗 H₂O 和 O₂。
该工作以“Epoxidation of olefins enabled by an electro-organic system” (《电有机合成系统用于烯烃环氧化》) 为题发表于英国皇家化学会期刊 Green Chemistry 上,并入选 “2022 Green Chemistry Hot Articles”。
总结
我们已经展示了一种集成电催化 H₂O₂ 合成和原位烯烃环氧化的有机电合成系统，其中催化剂、固体离子导体和溶剂可以根据目标产物进行专门编程，为电催化有机合成领域提供了一个非常广泛的平台。
对于未来的实际工业应用，我们需要着重提高离子交换膜的稳定性和固体离子导体的电导率，以及开发高效稳定的复杂烯烃环氧化催化剂。
在更广泛的化学合成背景下，我们相信这个集成系统的概念可以扩展到工业有机合成，电驱动小分子（如 H₂O、O₂、CO₂ 和 N₂）催化反应性中间体，并引入进入有机合成系统，重塑高价值复杂化合物的工业合成路线。
论文信息
Epoxidation of olefins enabled by an electro-organic system
Kai Dong, Yuanyuan Wang, Longcheng Zhang, Xiaoya Fan, Zerong Li, Donglin Zhao, Luchao Yue, Shengjun Sun, Yongsong Luo, Qian Liu, Abdulmohsen Ali Alshehri, Quan Li,*(李权, 四川师范大学) Dongwei Ma*(马东伟, 河南大学)and Xuping Sun(孙旭平, 电子科技大学)*
Green Chem., 2022, 24, 8264-8269
https://doi.org/10.1039/D2GC02885A
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