理化所非均相可見光催化自由基反應(yīng)研究獲進(jìn)展
非均相納米催化劑所具有的光催化特性及其低成本、便操作、易回收等特點(diǎn)預(yù)示其在有機(jī)合成領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力，并已成為促進(jìn)高效綠色合成復(fù)雜分子的重要手段。相比于在可見光催化有機(jī)合成中已大量運(yùn)用的均相催化劑，非均相光催化的合成方法在反應(yīng)多樣性和選擇性等方面尚有較大拓展空間。近期，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所超分子光化學(xué)中心叢歡課題組通過小分子敏化納米半導(dǎo)體材料作為催化劑，在非均相可見光催化自由基反應(yīng)研究中取得系列進(jìn)展。
受染料敏化體系的啟發(fā)，科研人員利用廉價(jià)且不含重金屬的有機(jī)小分子敏化劑與納米二氧化鈦協(xié)同催化，催化效率和選擇性遠(yuǎn)高于二者單獨(dú)使用。在可見光下發(fā)揮二氧化鈦光催化性能的同時(shí)，克服了其自身只能吸收紫外光而導(dǎo)致的反應(yīng)選擇性短板，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)合成。
圍繞小分子敏化半導(dǎo)體光催化的策略，課題組自2017年以來已先后發(fā)展了芐醚有氧氧化反應(yīng)（aerobic oxidation of benzyl ethers，ACS Catal. 2017, 7, 8134）、烯烴原子轉(zhuǎn)移自由基加成反應(yīng)（atom transfer radical addition of alkenes，ChemSusChem 2017, 10, 4461）、sp3碳?xì)滏I脫羧烷基化反應(yīng)（decarboxylative alkylation of C(sp3)-H bonds，Org. Lett. 2018, 20, DOI:10.1021/acs.orglett.8b01077），初步機(jī)理研究表明催化過程均涉及自由基中間體。上述系列進(jìn)展實(shí)現(xiàn)了可見光催化的多種高效綠色合成新方法，確證了小分子敏化半導(dǎo)體光催化策略的可行性，為進(jìn)一步研究指明了方向。
叢歡課題組博士研究生任驪和毛亮亮分別作為第一作者完成了上述工作。相關(guān)研究工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）、中組部“青年千人計(jì)劃”、國家自然科學(xué)基金、理化所所長基金的大力支持。
利用小分子敏化半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)可見光催化自由基反應(yīng)
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