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分子光电催化新进展

发布日期:2022-10-14     浏览次数:次   

990am金沙登录徐海超教授课题组在分子光电催化领域取得重要进展,开发了首例光电催化不对称合成方法,成果以 “Photoelectrochemical asymmetric catalysis enables site- and enantioselective cyanation of benzylic C–H bonds” 为题发表于Nature Catalysis

     

徐海超课题组长期致力于有机电合成研究,前期将电化学与分子光催化结合,开创了分子光电催化合成新领域(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 4592)。分子光电催化利用电化学和分子光催化二者的互补优势,有望实现通过单一策略不易达成的合成转化。该领域的一个主要挑战是精确控制手性产物的绝对立体化学极为困难。鉴于手性在有机分子中的重要性,光电不对称催化方法的发展无疑将大大拓展分子光电催化的应用范围。

课题组以对映体选择性光电催化卞位C(sp3)–H氰化反应作为其在光电不对称催化方面的切入点。该转化目前难以通过单独的电化学或光催化实现。他们首先利用光电催化剂实现位点选择性C(sp3)–H切断形成碳自由基,然后利用不对称铜催化实现自由基的对映选择性氰基化,从而发展出首例光电不对称催化合成方法。该方法具有底物范围广、官能团兼容性强、区域和立体选择性高的特点。该工作证明分子光电催化和不对称催化可有效结合,实现高效的对映选择性C–H官能团化,这对立体选择性可持续合成的发展具有重要的意义。

该论文第一作者为已毕业博士生蔡晨燕(前期一作论文包括Nat. Commun. 2018, 9, 3551Nat. Commun. 2019, 10, 4953Nat. Commun. 2021, 12, 3745J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 11980)和2020级博士生赖小丽(前期一作论文包括Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 10626)。学院杨晔课题组2019级博士生王羽和汪骋课题组2019级博士生胡慧慧,以及郑州大学宋金帅副教授参与了反应机理研究。研究工作得到国家自然科学基金(项目批准号:2197121322173083)和中央高校基本科研业务费的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41929-022-00855-7

 

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