尼龙-6作为尼龙材料最主要产品之一,被广泛用于尼龙纤维、工程塑料和薄膜等行业。预计到2024年,全球尼龙-6的产量将达到890万吨/年。环己酮肟是合成尼龙-6的重要前体。目前,全球90%以上的环己酮肟是通过传统的环己酮-羟胺法生产的。但是该方法需要使用危险的氢气和腐蚀性的硫酸,存在安全、成本和环境等问题。

因此,研究者致力于发展环己酮肟的替代生产策略。环己酮-氨氧化法是最有前途的一种环己酮肟替代生产方法,并已用于工业生产。在该方法中,H2O2作为氧化剂氧化NH3原位产生羟胺(NH2OH),然后羟胺与环己酮缩合产生环己酮肟。然而,该方法需要使用H2和过量的H2O2,成本高且装置易腐蚀。

最近,Hutchings等发展了一种利用H2和O2原位生产H2O2与环己酮反应合成环己酮肟的方法。该方法无需过量H2O2,更加经济,但仍需要贵金属催化剂、H2和高温条件。因此,开发一种绿色、温和、高效的环己酮肟的合成策略具有重要意义。最近,天津大学张兵课题组发展了一种环己酮肟的绿色电合成方法。该方法以亚硝酸盐为氮源,水为氢源,常温常压下进行,避免了贵金属催化剂和硫酸/双氧水的使用。环己酮肟的产率可达92%,选择性高达99%。经济技术分析结果表明该方法是可盈利的。该策略不仅为环己酮肟的生产提供了一条可持续的路线,还有望为其他涉及羟胺反应物的工业生产过程中提供新方法。相关成果发表在国际顶级期刊《NatureCommunications》上。