Halohydrin (vicinal 할로알코올)

Vicinal 할로알코올 (원형: 2-클로로에탄올)은 음극 HER의 양성자 공여체이자 "Reduction First" eRCC 전략에서 CO₂ 포집 전구체로 작용한다 (see Kim et al., Nat. Commun. (2025)).

역할 (하위 유형: 반응물)

전체 화학량론에서 공급되어 순소비되며, 음극 전해질-용매 및 반응물로 기능한다. 그 O−H 결합은 선택적으로 탈양성자화되고, C−X 결합은 치환되어 고리형 탄산염으로 전환된다.

정의

일반 구조식 X−CH₂−CHOH−R (X = Cl, Br, 또는 I). 음극에서 O−H 결합이 HER에 의해 선택적으로 탈양성자화되어 H₂와 halo-alkoxide 음이온을 생성한다.

요구되는 이탈기로서의 염화물

C−Br 및 C−I 결합은 HER이 일어나기 전인 −1.5 ~ −1.75 V vs Ag/AgNO₃에서 환원적 C−X 절단을 겪어, 전류를 탄산염 대신 에틸렌/에탄 생성 쪽으로 분산시킨다 (see Kim et al., Nat. Commun. (2025), Fig. 3a–b). 다섯 종류의 vicinal 클로로히드린 (2-클로로에탄올, 1-클로로-2-프로판올, 1-클로로-2-메틸-2-프로판올, 2,3-디클로로-1-프로판올, 1,3-디클로로-2-프로판올) 모두에서 HER F.E. 근 100% 가 달성되었다 (Fig. 5).

관계

음극 O−H 탈양성자화를 통해 halo-alkoxide를 생성하며, halohydrin-eRCC-cascade의 핵심 기질 종류에 해당하고, 최종적으로 ethylene-carbonate-EC를 산출한다.