Angew. Chem. :吡啶基金属-有机配聚物用于光/过渡金属双催化体系

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光催化策略近年来发展迅猛,由于其反应条件温和、利于可持续发展等优势,因此在合成化学中应用广泛。对于贵金属配合物及有机染料等传统均相光催化剂而言,独立调节激发态的氧化或还原电位仍面临一定困难,因此在反应实用性上受到一定局限。光/过渡金属双催化体系能够有效拓展反应类型,但随之而来的双催化剂间电子或能量转移效率低、双自由基偶合困难等问题仍使体系的反应效率有较大的提升空间。


近日,大连理工大学张大煜学院金云鹤/段春迎教授课题组利用具有高激发态氧化电位的三芳基吡喃盐类似物——三芳基吡啶盐骨架作为桥联配体,强还原性过渡金属锰或钴离子作为金属节点,成功构筑了两例全新的金属-有机配聚物Mn-PYTC+和Co-PYTC+,并将其应用于多种类型光诱导有机偶联反应及分子氧活化过程。



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晶体学表征结果说明,Mn-PYTC+和Co-PYTC+为一对异质同晶,具有均匀的元素分布及良好的热稳定性。光电性能测试结果表明,二者均具备较高的激发态氧化能力和基态还原能力,符合材料设计的基本预期,其中Mn-PYTC+的电荷分离及传输能力明显优于Co-PYTC+

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经过基本的条件筛选,该催化平台在可见光照射下对胺的α-C(sp3)-H芳基化及单氟烯基化、苄胺氧化偶联、苄醇及吲哚啉氧化脱氢等多种有机反应及分子氧活化过程展现出良好的催化性能,尤其是在诱导自由基-自由基偶合过程中表现突出。由于金属-有机配聚物体系中,有机光敏剂桥联配体与还原性金属节点间由配位键连接,通过配体-金属电荷转移过程有效提升了双催化剂间的电荷传递效率,而金属-有机配聚物内部限域空间具备的动力学限域效应则有效促进了双自由基偶合反应进行,提升反应效率的同时避免了副产物生成。

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综上,金云鹤/段春迎教授团队基于两例新型吡啶基金属-有机配聚物,成功构筑了光/过渡金属双催化平台,并将其应用于多种有机偶联反应及分子氧活化过程,有效地提升了催化效率。该策略为进一步实现可见光诱导的通用、高效、可持续合成带来了新的机遇。

文信息

Chromophore-Inspired Design of Pyridinium-Based Metal–Organic Polymers for Dual Photoredox Catalysis

Qingqing Zhang,Prof. Yunhe Jin,Lin Ma,Yongqiang Zhang,Prof. Dr. Changgong Meng,Prof. Dr. Chunying Duan


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202204918

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Angewandte Chemie International Edition

《德国应用化学》(Angewandte Chemie)创刊于1888年,




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