基于可见光催化的惰性C(sp3)-H功能化反应研究文献综述
2020-05-03 22:05:38
可见光催化是利用过渡金属配合物或有机染料在可见光激发下,与有机底物发生单电子转移(single electron transfer, SET)来实现有机转化的策略,因而自2008年报道后便受到广泛关注[1]。
可见光催化避免了传统的高温生成自由基的模式,也无需添加氧化剂或还原剂,在相对温和的条件下就可以得到相应的自由基中间体,这些中间体包括烷基自由基、芳基自由基、氟烷基自由基、亚胺阳离子、烯醇负离子等具备相当的活性,能快速进行下一步的反应[2]。
在此基础上,许多自由基反应以可见光催化的方法重新实现并改进,可见光催化作为一种绿色环保的方法相对于传统的自由基过程有着斐然的优势[3]。
由可见光氧化还原引发的催化循环不仅可以生成活性的自由基, 还能够形成自由基离子中间体, 而这些活性中间体可以参与到各种各样的有机反应当中[4]。
2008年,Science报道了Macmillan课题组第一例关于现代化可见光催化的研究[5]。
Macmillan和他的团队以Ru(bpy)3Cl2为催化剂,以咪唑啉酮为有机催化剂实现了光催化下醛的α位烷基化。
(图1) 图1 光催化下醛的α位烷基化 这个反应的机理包括了两个循环:光催化循环和有机催化循环。
而将这两个循环联系在一起的正是光催化剂被可见光激发逸出的单电子。
时隔一年,Macmillan课题组又报道了醛α位的光催化三氟甲基化[6](图2)。
在光照的条件下,光催化剂成功使三氟碘甲烷脱去碘离子,形成三氟甲基自由基,并且这一过程并不剧烈。