近年来，由于分子光敏剂和有机金属催化剂的发展，可见光催化C-C键形成引起了越来越多的关注。然而，均质C-C偶联策略方法通常需要使用贵金属(例如Ir、Ru等)光敏剂。其次，大量使用牺牲试剂的需求不可避免地导致大量的副产物。这些副产物不仅难以与所需产物分离，而且复杂的降解已经造成了严重的环境污染。相反，基于异质半导体的光催化体系提供了另一种策略，其制备相对较容易，成本可能更低，并且具有直接的分离（相分离）和可回收性。此外，利用一种半导体可以同时实现两个半反应（氧化和还原）。因此，基于半导体的光催化已被频繁研究用于小分子活化和转化反应。然而，有关在可见光催化的C-C键形成反应方面的研究较少。

有鉴于此，美国辛辛那提大学孙宇杰教授报道了在牺牲电子供体(如三乙胺)存在下，在可见光照射下，二维ZnIn₂S₄纳米片光催化苯甲醛与氢化安息香反应的频哪醇C-C偶联反应。

文章要点

1）进一步研究表明，如果不使用任何牺牲试剂，以苄醇为起始底物，可以利用辐射后ZnIn₂S₄中的激发电子和空穴来进行C-C偶联反应，从而最大限度地提高了光催化的能量效率并避免了任何副产物，最终实现工业上重要的安息香和脱氧安息香的合成。此外，通过合理地调整光催化条件，能够以前所未有的高选择性合成安息香或脱氧安息香。

2）研究人员使用各种清除剂系统地研究了光催化过程中的关键物种。研究发现，包括激发电子、激发空穴、酮基自由基和吸附氢池在内的物种是其C-C键形成成功的关键临界物种。

3）研究人员将光催化CC偶联策略被扩展到将生物衍生平台化学品糠醛转化为喷气燃料前体氢呋喃。实验结果表明，在TEA的辅助下，糠醛不仅可以在ZnIn₂S₄上实现均相偶联，而且糠醛和糠醇的异相偶联也可以在没有任何牺牲试剂的情况下产生理想的C-C偶联产物，突出了半导体基光催化C-C偶联在实际应用中的前景。

Guanqun Han, et al, Photocatalytic Pinacol C-C Coupling and Jet Fuel Precursor Production on ZnIn₂S₄ Nanosheets, ACS Catal., 2020

DOI：10.1021/acscatal.0c01715

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01715