高氯酸盐在微生物系统中的潜力而受到关注,因其动力学稳定性而被视为弱配位的离子,未曾看作反应性氧化剂。在厌氧条件,微生物能够利用高氯酸盐作为甲烷氧化的氧化剂,涉及两个不同的阶段:提取和产生氧化能力。这种两阶段激活反应过程包括多种酶之间的协同作用,这一现象在人工催化体系中仍未曾受到广泛研究。
有鉴于此,清华大学章名田副教授等设计了一种双核Fe-NHC(N-杂环卡宾)配合物1,实现了两步活化高氯酸盐。
首先,配合物1通过高氯酸盐的氧化电位,形成Fe(III)-O-Fe(II)配合物2作为氧化产物。随后,通过光分解络合物2和9,10-二氢蒽的混合物,可以释放增强的氧化电位。与通常的选择性不同,这个C-H活化反应中的主要产物是自偶联产物5。
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在厌氧条件下引发催化C-H活化反应,能够选择性的产生C-C偶联产物,使用单一人工催化剂实现高氯酸盐的完全两相活化。这项工作为使用动力学惰性高价含氧酸阴离子作为氧化剂构建仿生的厌氧氧化提供了一种新的策略。
参考文献
Xinyu Xu, Kai Hua, Ming-Tian Zhang, Two-Phase Perchlorate Activation Enabled by a Dinuclear Fe-NHC (N-Heterocyclic Carbene) Complex, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202416578
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202416578