为了减少化学制造业对环境的影响，迫切需要找到更环保的方式来合成常见的化学基石化合物。
众所周知，制造过程对环境的影响是显著的，化学制造业在能源消耗和排放方面处于领先地位。虽然化学产品在日常生活中的广泛使用是合理的，但为了实现可持续发展，仍有许多方面需要改进。
研究人员希望通过关注可再生能源和替代制造常用化合物的化学成分，借助绿色创新来降低化学制造业的环境足迹。
他们的研究成果于10月7日发表在《美国化学学会杂志》上。
研究的重点是环胺，因为它们是精细化学品的重要组成部分。这些化合物呈环状结构，其中包含一个氮原子。吡啶是其中的明星之一，而哌啶则在精细化工行业中扮演着关键角色。
例如，哌啶为许多材料提供了基础，包括FDA批准的药物、杀虫剂以及日常生活中使用的多种材料。
向含氮环胺中添加氢的传统方法通常依赖于氢气作为质子和电子的来源，而氢气的获取则依赖于甲烷蒸汽重整，甲烷是一种主要的温室气体。
这种方法不仅能源消耗大，还占全球二氧化碳排放的约3%。该过程高度依赖化石燃料，消耗大量能源。幸运的是，研究人员通过开发阴离子交换膜(AEM)电解器找到了应对这一问题的解决方案。
AEM电解槽能够在常温常压下对不同类型的吡啶进行加氢，而无需像传统方法那样使用酸性添加剂。电解槽的功能是将水分解为氢原子和氧原子，得到的氢原子随后被引入环状化合物中。
AEM电解槽还展示了与其他含氮芳烃的良好兼容性，使其成为广泛应用的有前景的途径。此外，通过开发一种在常温常压下使用的方法，该过程所需的电能大幅减少。
该研究的第一作者、横滨国立大学的研究员Naoki Shida表示：“这种方法为制药和精细化学品的工业应用提供了巨大的潜力，有助于减少碳排放并推动可持续化学的发展。”
该过程使用水和可再生电力作为能源，与传统方法对化石燃料的依赖形成鲜明对比。该方法的效率未受影响，大规模产率达到78%，进一步证明了该技术的可扩展性。
在电解过程中可能面临的一个问题是电池电压的增加，但可以通过改进AEM来缓解，或者更好的是设计一个专门针对有机电合成的AEM。
电催化加氢技术要想普及并发挥作用，必须达到工业规模，以供制药和精细化工企业使用。该技术的应用越广泛，越容易过渡到其他含氮芳香族化合物，进一步体现了电催化加氢工艺的实用性。
理想情况下，这种方法将成为化学工业中传统方法的替代方案，并最终减少化学制造业的整体碳足迹。
日本同步辐射研究所为这项研究提供了支持。
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希望本篇文章《有效氢化含氮芳香族化合物的新方法》能对你有所帮助！
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