铁介导的光催化反应

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可见光促进的有机化学反应在过去十年获得了广泛的关注和研究,有力地推动了光化学在工业上的应用。传统光化学一般采用能量较高的紫外光来引发反应,导致反应剧烈、选择性差、副反应多。对于大多数有机化合物而言,温和的可见光并不能直接引发其反应,而光催化剂的引入使得众多独特、高效的有机转化得以实现。光催化剂吸收可见光之后到达激发态,随后与有机底物分子发生电子转移或能量转移,从而促使有机反应的发生。钌、铱络合物是常用的光催化剂,但价格昂贵、生物毒性大。铁具有储量丰富、价格低廉且生物兼容的特点,发展铁催化剂用于可见光促进的有机反应很有意义。


最近,中国科学院上海有机化学研究所金健研究员课题组在铁介导的光催化反应研究上取得新的进展,通过脱羧产生烷基自由基高效构筑碳碳键、碳氮键。在该项工作中研究者发现,三价铁盐与N,N,N-配体原位生成的铁络合物可与烷基羧酸配位,并在可见光的照射下发生分子内电子转移,生成二价铁和烷基羧酸自由基,后者随即发生分解生成二氧化碳和烷基自由基。由此可以对生成的烷基自由基加以利用,发展多样性的合成方法学,比如本项研究展示了烷基自由基对碳碳双键或氮氮双键的加成,从而形成新的碳碳键或碳氮键。而烷基自由基加成之后所形成的新的碳或氮自由基可从二价铁获得一个电子、经过质子化后生成最终产物,同时铁催化剂得以回复到正三价。
文章发表在European Journal of Organic Chemistry, doi:10.1002/ejoc201901381
作者:Dr. Guangshou Feng, Xiaofei Wang, Prof. Dr. Jian Jin
原文链接如下,或点击下方“阅读原文”:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ejoc.201901381
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