浙江大學最新Science:離子屏蔽非均相光電催化的可擴展脫羧三氟甲基化反應


浙江大學最新Science:離子屏蔽非均相光電催化的可擴展脫羧三氟甲基化反應

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【導讀】

在氧化還原反應中控制化學選擇性的根本任務是控制多個電子供體和受體之間電子轉移的方向。電化學為高附加值精細化學品提供了一條可持續的合成路線,但往往受限于電極之間的競爭性電子轉移和不同于目標位點的氧化還原敏感功能。

 

【成果掠影】

今日,浙江大學莫一鳴宣軍課題組合作,描述了一種離子屏蔽的非均相光電催化策略,以施加傳質限制,從而逆轉熱力學確定的電子轉移順序。該策略通過使用廉價但相對惰性的三氟甲基(CF3)源三氟乙酸酯來實現敏感(雜)芳烴的脫羧三氟甲基化。由三氟乙酸根陰離子靜電吸附在鉬摻雜的三氧化鎢(WO3)光陽極上形成的離子屏蔽層,阻止了基底和光生空穴之間不期望的電子轉移。所開發的方法的實用性得到了證明,其光陽極穩定性(約380小時)強,具有良好的底物適用范圍,并且可以使用光電化學流通池實現100克合成。相關論文以題為“Scalable decarboxylative trifluoromethylation by ion-shielding heterogeneous photoelectrocatalysis”的論文發表在Science上。

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【數據概況】

圖1. 背景和Ionshield-Hpec? 2024?AAAS

2. 反應發展及機理研究? 2024?AAAS

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3. 光陽極效率和穩定性優化? 2024?AAAS

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4. IonShield-hPEC三氟甲基化的底物范圍? 2024?AAAS

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5. 非均相光電化學三氟甲基化的放大? 2024?AAAS

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【成果啟示】

 

總之,本工作描述了一種離子屏蔽的非均相光電催化策略,通過施加傳質限制可以達到逆轉熱力學確定的電子轉移順序的效果。本工作預期,所展示的IonShield-h PEC脫羧三氟甲基化反應將激發非均相光電化學的進一步發展,以獲得在極端氧化電位下的選擇性電子轉移

 

文獻鏈接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8902#tab-contributors

 

本文由溫華供稿。

 

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