graphitic carbon nitride

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机氮化合物
• 英文名称: graphitic carbon nitride
• 英文别名: carbon nitride；g-C3N4；graphite carbon nitride；graphite carbonitride；Azane;methane
• 化学式: C₃N₄
• 分子量: 92.0598
• InChiKey: FXIBIGBNHBWMNB-UHFFFAOYSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  2.56
• 重原子数：
  7
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  1.0
• 拓扑面积：
  4
• 氢给体数：
  4
• 氢受体数：
  4

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  graphitic carbon nitride 在 potassium hydroxide 作用下， 反应 6.0h， 以80%的产率得到cyameluric acid tripotassium salt
  参考文献：
  名称：

  用于光催化制氢的小分子碳氮化物染料的结构设计

  摘要：

  碳氮化物是一类新兴的无金属聚合光催化剂，但受到结构修饰的限制。在过去的几十年中，具有相同的中心骨架的小分子碳氮化物染料（也称为庚嗪染料）引起了广泛的关注。本文中，通过在三个外围位置引入富电子芳基取代基，已通过弗瑞德-克来福特反应合成了四个供体-受体（DA）庚嗪衍生物，并对其光催化氢释放性质进行了仔细研究。据推测，由于最有效的缀合以及合理的HOMO和LUMO位置，优化的庚嗪4具有三个4-甲基联苯取代基的化合物显示出令人印象深刻的热激活延迟荧光（TADF），这表明它具有最大的光诱导电荷分离，因此具有最高的光催化活性。这项工作不仅有助于小分子碳氮化物染料，而且在理解分子水平上的氮化碳光催化剂的电子转移机理方面具有指导意义。

  DOI：

  10.1016/j.dyepig.2020.108946
• 作为产物：
  描述：

  氰胺 在 silica gel 作用下， 以 水 为溶剂， 生成 graphitic carbon nitride
  参考文献：
  名称：

  质子化的介孔石墨氮化碳，用于快速高效去除微囊藻毒素†

  摘要：

  氰毒素由于其多样的发生和毒性作用而引起了世界范围的关注，这导致人们迫切需要寻找具有成本效益的技术来从污染水中去除毒素。在这项研究中，通过用浓盐酸处理mpg-C 3 N 4制备的新型生物质子化质子化介孔石墨碳氮化物（mpg-C 3 N 4 -H +）被用作有前途的生物吸附剂。微囊藻毒素（MCs）。反应介质的pH在MC的去除中起着重要作用。在pH 7时发生最大吸附。动力学研究表明，MC-LR和MC-RR在吸附剂上的吸附是一个快速过程。mpgH +Langmuir模型分别对MC-LR / RR表现出2360.96和2868.78μgg -1的高吸附容量。mpg-C 3 N 4 -H +具有高吸附能力，良好的溶剂稳定性和出色的可重复使用性，有望成为从水溶液中吸附和去除MC的新型吸附剂。该信息对于新型二维层状介孔石墨氮化碳的进一步研究和实际应用可能是有用的。

  DOI：

  10.1039/c5ra01415h
• 作为试剂：
  描述：

  2,4-二甲基-1,3-戊二烯 、 早熟素Ⅰ 在 graphitic carbon nitride 、 magnesium sulfate 作用下， 以 硝基甲烷 为溶剂， 反应 8.0h， 以74%的产率得到
  参考文献：
  名称：

  可见光辐照的石墨化氮化碳光催化Diels-Alder反应，双氧作为光生电子的可持续介体

  摘要：

  石墨碳氮化物（g-C 3 N 4）在可见光辐射和有氧条件下，与富电子烯烃的光催化Diels-Alder（D-A）反应得以实现。这种异质的光氧化还原反应系统非常高效，模型反应的表观量子产率达到了47％的显着值。双氧作为电子介体起着至关重要的作用，这与先前有关均相Ru II的报道不同复杂的光氧化还原系统。此外，在反应过程中捕获并监测了反应中间体乙烯基环丁烷，为提出的反应机理提供了直接证据。从而将环加成过程确定为直接的[4 + 2]环加成和[2 + 2]环加成，然后进行乙烯基环丁烷中间体的光催化重排的组合。

  DOI：

  10.1002/anie.201703438

文献信息

• Unsaturated Mo in Mo₄O₄N₃ for efficient catalytic transfer hydrogenation of nitrobenzene using stoichiometric hydrazine hydrate
  作者：Shicheng Luo、Yu Long、Kun Liang、Jiaheng Qin、Yi Qiao、Jing Li、Guangxue Yang、Jiantai Ma

  DOI：10.1039/d1gc02647j

  日期：——

  Transfer hydrogenation of nitroarenes to the corresponding anilines using hydrazine hydrate and non-noble metal catalysts has already been widely studied. However, the toxicity resulting from excess hydrazine hydrate and the high reaction temperature limit its industrial application. Herein, a novel N-doped molybdenum oxide compound (Mo4O4N3) was in situ prepared from g-C3N4 and (NH4)6Mo7O24·4H2O (AHM)

  已经广泛研究了使用水合肼和非贵金属催化剂将硝基芳烃氢化成相应的苯胺。然而，过量的水合肼导致的毒性和高反应温度限制了其工业应用。在此，一种新型的掺杂N氧化钼化合物（莫4 ø 4 Ñ 3）为在原位从GC制备3 Ñ 4和（NH 4）6沫7 ö 24 ·4H 2 O（AHM）。制备的 Mo 4 O 4 N 3使用化学计量摩尔比的水合肼（–NO 2  : N 2 H 4 ·H 2 O = 1: 1.5）在室温下放置 50 分钟，可以实现苯胺的 99% 产率。机理实验和表征技术表明，Mo 4 O 4 N 3中不饱和Mo的酸性位点可以有效地激活N 2 H 4分子，形成活性氢物种，用于硝基芳烃的催化转移加氢，而不会产生有害的NH 3。此外，Mo 4 O 4 N 3在无溶剂的大规模反应中仍表现出优异的催化性能。这项工作可能为芳胺生产提供一种可行且有效的策略。
• A metal-free heterogeneous photocatalyst for the selective oxidative cleavage of CC bonds in aryl olefins <i>via</i> harvesting direct solar energy
  作者：Yu Zhang、Nareh Hatami、Niklas Simon Lange、Emanuel Ronge、Waldemar Schilling、Christian Jooss、Shoubhik Das

  DOI：10.1039/d0gc01187h

  日期：——

  transition metal-free) to avoid further leaching in the final products. This is for sure a big challenge to an organic chemist and to the pharmaceutical industries! To make this feasible, a mild and efficient protocol has been developed using polymeric carbon nitrides (PCN) as metal-free heterogeneous photocatalysts to convert various olefins into the corresponding carbonyls. Later, this catalyst has been

  C C键的选择性裂解对于合成含羰基的精细化学品和药物非常重要。新型方法，例如臭氧分解反应，Lemieux-Johnson氧化反应等。已经存在。与此平行，还发现了使用均相催化剂的催化方法。考虑到非均相催化剂的各种优点，例如可循环性和稳定性，已将几种基于过渡金属的非均相催化剂用于该反应。但是，制药行业更喜欢使用不含金属的催化剂（尤其是不含过渡金属的催化剂），以避免最终产品中进一步浸出。对于有机化学家和制药行业来说，这无疑是一个巨大的挑战！为了使之可行，已经开发了一种温和而有效的方案，使用聚合碳氮化物（PCN）作为无金属的非均相光催化剂，将各种烯烃转化为相应的羰基。后来，该催化剂已被用于使用直接太阳能的克级合成药物中。详细的机械研究揭示了氧气，催化剂和光源的实际作用。
• Metal-free photocatalytic aerobic oxidation of biomass-based furfural derivatives to prepare γ-butyrolactone
  作者：Rui Zhu、Gongyu Zhou、Jia-nan Teng、Wanying Liang、Xinglong Li、Yao Fu

  DOI：10.1039/d0gc04234j

  日期：——

  Efficient catalytic oxidative C–C bond cleavage with dioxygen is useful and challenging to prepare oxygenated fine chemicals from biomass. Herein, we report a catalytic strategy for the preparation of γ-butyrolactone (GBL) by photocatalytic oxidation of tetrahydrofurfuryl alcohol (THFA), tetrahydrofurfuric acid (THFCA), or other furfural derivatives at room temperature under visible-light irradiation

  用双氧有效地催化氧化C–C键裂解对于从生物质中制备含氧精细化学品非常有用且具有挑战性。本文中，我们报告了在室温下在可见光照射下通过光催化氧化四氢糠醇（THFA），四氢糠酸（THFCA）或其他糠醛衍生物制备γ-丁内酯（GBL）的催化策略。使用无金属的介孔石墨氮化碳作为光催化剂和O 2被用作氧化剂。分别研究了各种半导体催化剂，不同波长的光源以及反应时间对THFA向GBL光催化氧化的影响。此外，通过严格的控制实验研究了反应机理，并通过密度泛函理论（DFT）计算研究了反应途径。
• Sustainable visible light assisted <i>in situ</i> hydrogenation <i>via</i> a magnesium–water system catalyzed by a Pd-g-C₃N₄ photocatalyst
  作者：Priti Sharma、Yoel Sasson

  DOI：10.1039/c8gc02221f

  日期：——

  generation process via a “magnesium-activated water” system with a Pd-g-C3N4 photocatalyst under visible light at room temperature. Water functions photochemically as a hydrogen donor without any external source with the Pd-g-C3N4 photocatalyst. The synthesized Pd-g-C3N4 photocatalyst is highly efficient under visible light for the selective reduction of a wide range of unsaturated derivatives and nitro compounds

  通过在室温下可见光下使用Pd-gC 3 N 4光催化剂的“镁活化水”系统制定了一种无害且相对温和的方案，以有效地制氢。Pd-gC 3 N 4光催化剂在没有任何外部来源的情况下，水在化学上起着氢供体的作用。合成的Pd-gC 3 N 4光催化剂在可见光下非常有效，可以选择性还原各种不饱和衍生物和硝基化合物，从而提供优异的收率（> 99％）。光催化剂Pd-gC 3 N 4 在光化学氢转移反应过程中，可以很容易地回收并重复使用几次，而不会发生任何失活。
• Highly Efficient Photo-Reduction of <i>p</i> -Nitrophenol by Protonated Graphitic Carbon Nitride Nanosheets
  作者：Jiajia Qian、Aili Yuan、Chengkai Yao、Jiyang Liu、Benxia Li、Fengna Xi、Xiaoping Dong

  DOI：10.1002/cctc.201801146

  日期：2018.10.23

  Photocatalytic reduction of p‐nitrophenol to p‐aminophenol is important because of the high toxicity of p‐nitrophenol and the wide application of p‐aminophenol. Graphitic carbon nitride (g‐CN) is an excellent photocatalyst for various photo‐reduction reactions, but inefficient for photo‐reduction of p‐nitrophenol due to the electrostatic exclusion. In this work, we control the morphology and surface

  对硝基苯酚的光催化还原为对氨基苯酚非常重要，因为对硝基苯酚的毒性很高且对氨基苯酚的广泛应用。石墨氮化碳（g-CN）是用于各种光还原反应的出色光催化剂，但由于静电排斥，对对硝基苯酚的光还原效率不高。在这项工作中，我们控制了g-CN的形态和表面性质，并显着增强了活性。所得质子化的g-CN纳米片（pg-CNNS）材料具有带正电的表面，可以吸附对硝基苯酚酸根阴离子，因此促进了光生电子从催化剂向p的转移。硝基苯酚 它的反应速率是原始g-CN的1626倍。除表面电荷外，光催化剂的形态对活性也有重要影响，这可通过质子化g-CN的活性相对于pg-CNNS较低来证明。pg‐CNNS光催化剂具有出色的稳定性和优异的催化通用性，可对各种硝基芳族化合物进行光还原。这项工作不仅扩大了知名材料的应用范围，而且突出了理解光催化机理对设计光催化剂的重要性。