Nature Catalysis:BCN可见光催化芳烃加氢去芳构化
纳米技术 纳米 2022-12-13


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由于可见光的能量较低,难以突破芳烃分子的稳定性,因此通过可见光催化方法还原惰性的芳烃/杂芳烃的相关研究比较罕见。

有鉴于此,福州大学王心晨、郑梅芳等报道使用BCN半导体光催化剂,能够在蓝光照射条件中在水溶液进行芳烃/杂芳烃的还原。该反应表现了低价格、高效率、产物容易分离、环境友好、底物官能团容忍度高等优势和特点。这种方法能进一步拓展用于(氘代)药物、激素、轴手性化合物,而且转化后分子的手性能够保留。通过催化剂的循环回收,能够实现克级量的光催化合成。

本文要点

(1)

制备了BCN半导体,这种半导体能够连续的吸收两个蓝光光子,从而在溶液相进行光敏化电子转移,对具有较高化学稳定性的芳烃/杂芳烃进行去芳构化,从而在温和反应条件实现了芳烃加氢产物,具有优异的化学选择性。

反应情况。将N、N-二异丙基乙胺(DIPEA)、(杂)芳烃混合溶液中加入BCN光催化剂,分别在十二烷基硫酸钠(SDA)的水溶液、DMF水溶液、十二烷基硫酸钠(SDA)和DBU的水溶液中于室温条件进行蓝光(450 nm)可见光催化还原芳烃。

(2)

反应机理。反应机理研究支持该反应通过蓝光引发能量转移和电子转移,其中积累的能量将芳烃通过吸收连续两个光子的方式还原为阴离子。这种非金属光催化体系简单可靠,符合可持续发展的需求,丰富了有机催化转化的方法学。

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参考文献

Tao Yuan, Luyang Sun, Ziwei Wu, Rong Wang, Xu Cai, Wei Lin, Meifang Zheng & Xinchen Wang,  Mild and metal-free Birch-type hydrogenation of (hetero)arenes with boron carbonitride in water. Nat Catal (2022)

DOI: 10.1038/s41929-022-00886-0

https://www.nature.com/articles/s41929-022-00886-0


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