ChemCatChem:多核金光催化内层单电子转移的概念介绍

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光诱导的电子转移是光化学反应中将光能转换为化学能的核心驱动步骤,并在金属有机合成领域扮演着重要的作用。传统的含Ru、Ir等金属的光催化剂,其激发态主要是依靠远程电子传输来与底物的发生反应。然而,这种外层单电子转移(OSET)的实现需要光催化剂与底物之间的氧化还原电势相匹配,这使得与有机卤化物(R-X)的反应时,对惰性的R-X化合物的活化成为一大挑战。


为了克服OSET的局限性,研究者们越来越多地将注意力转向了其他具有光催化潜力的金属配合物。其中,多核金配合物因其独特的光物理化学性质和内层单电子转移(ISET)机制而受到关注。多核金配合物在吸收光辐射后能够快速转换到局域在金属中心的长寿命激发态,不仅增强金-金键的强度,还提高了金的配位能力和反应活性。更为关键的是,多核金光催化剂可以直接在内配位层与底物分子形成激基复合物,从而通过ISET突破传统OSET机制中的氧化还原电势的限制,实现对C-X键的高效活化,包括惰性的C-Br键甚至C-Cl键。


近期,南京大学谢劲课题组撰写了关于多核金光催化内层单电子转移的概念性综述。该综述介绍了多核金配合物的光物理化学性质,阐释了其在光催化中的内层单电子转移的机制,并综述了利用该机制开发光氧化还原有机转换的重要进展。最后,作者期望对内层单电子转移机制的理解可以激励研究者们设计新型的多核金属催化剂以探索新的化学转换过程。

文信息

Inner-Sphere Single Electron Transfer in Polynuclear Gold Photocatalysis

Dr. Jie Han, Prof. Dr. Jin Xie


ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202300974



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