Kopling Silang C–S Elektrokatalitik melalui Pasangan Asam-Basa Lewis yang Terfrustasi yang Direkayasa untuk Sintesis Metanasulfonat Efisiensi Tinggi

Abstrak
Sintesis elektrokimia senyawa sulfonil dalam kondisi sedang tetap menjadi tantangan signifikan karena ketergantungan pada reagen keras, konsumsi energi tinggi, dan selektivitas rendah dalam metode konvensional. Di sini, kami melaporkan strategi baru untuk pembentukan ikatan C–S yang efisien melalui modulasi in situ pasangan asam-basa Lewis yang frustrasi dalam kerangka logam-organik berbasis tembaga (CuBDC-XN). Dengan merekayasa secara tepat situs asam Lewis Cu yang kekurangan elektron dan situs basa Lewis yang difungsikan XN yang kaya elektron, katalis bifungsional ini memungkinkan ko-reduksi sinergis SO32- dan CO2 menjadi metanasulfonat (MS) pada kondisi sekitar dengan efisiensi Faradaic sebesar 13,77% (−0,78 V vs. RHE). Studi mekanistik mengungkapkan bahwa pasangan Lewis yang frustrasi secara selektif menstabilkan zat antara utama (*CHO dan SO32-) melalui interaksi elektrostatik, memfasilitasi serangan nukleofilik dan kopling C–S dengan penghalang energi yang berkurang (0,48 eV). Analisis spektroskopi in situ dan perhitungan DFT lebih jauh menjelaskan regulasi konfigurasi adsorpsi dinamis dan jalur evolusi intermediet. Pekerjaan ini tidak hanya membangun pemahaman tingkat molekuler tentang katalisis asam-basa Lewis kooperatif tetapi juga menyediakan prinsip desain universal untuk elektrosintesis berkelanjutan senyawa organosulfur bernilai tambah.