可见光催化偕二氟烯烃碳-氟键官能化反应的研究进展

单氟烯烃结构单元广泛存在于药物及天然产物等复杂功能分子中,同时也是重要的有机合成子,在医药、生物和材料等领域具有广泛的应用.因此,开发绿色、经济且高效的合成单氟烯烃化合物的方法具有重要的科学意义和现实价值.偕二氟烯烃C—F键官能化是制备单氟烯烃化合物的有效手段,总结了在可见光氧化还原催化、可见光氧化还原/过渡金属协同催化条件下实现偕二氟烯烃C—F键官能化反应的研究进展,主要介绍了底物适用范围、反应机理和合成应用,并对它的发展前景进行了展望.     

可见光/路易斯碱协同催化的三氟甲基取代烯烃脱氟硅化反应研究

以三氟甲基取代烯烃为底物,使用硅硼烷为硅自由基供体,开发了一项可见光/路易斯碱协同催化的脱氟硅化反应新技术,实现了多样性偕二氟烯丙基硅砌块的绿色高效合成.新反应以奎宁环为路易斯碱催化剂,通过其对硅硼键的辅助活化促进硅自由基生成,表现出绿色温和、体系简单、易于放大、底物适用范围广和官能团兼容性强等优势.此外,本研究还初步展示了该类合成砌块在多类型含偕二氟甲基结构单元构建中的应用.     

镍促进电化学还原交叉偶联合成偕二氟烯烃（英文）

偕二氟烯烃是一类重要的含氟有机化合物,在有机合成化学和药物化学研究领域展现出独特的结构优势.例如,偕二氟烯基可以便利地转化为单氟烯基、二氟烷基、三氟甲基以及其他多种含氟结构.偕二氟烯基结构作为羰基理想的电子等排体在药物设计研究中也有广泛的应用.报道了一种镍促进的电化学还原交叉偶联反应合成功能化的偕二氟烯烃.该反应在非分隔电解槽中进行,在温和的电化学还原条件下,实现了三氟甲基烯烃烯丙基脱氟、氧化还原活性羧酸酯脱羧或者烷基卤化物脱卤素的有机结合.反应可有效避免使用化学计量的金属粉末或有机还原剂.该反应为含偕二氟烯基功能结构的生物活性分子提供了有效的合成途径.     

烯基偕二硼的催化合成及应用研究进展

由于具有双硼基官能团反应位点,烯基偕二硼(1,1-diborylalkenes)是制备多取代烯烃的一类重要合成子,可以通过Suzuki-Miyaura偶联反应构建新的碳碳键,从而合成各种不同结构的多取代烯烃.我们综述了近年来烯基偕二硼的制备方法以及在合成中的应用.最后,我们还对烯基偕二硼未来的发展方向以及趋势进行了展望.     

合成偕二卤代烯烃的新方法

以芳醛为原料,与四卤化碳和三苯基膦发生叶立徳反应合成系列偕二卤代烯烃类化合物（2a～2h）,其结构经¹H NMR和¹³C NMR确证。考察了碱、溶剂、反应温度和反应时间对2产率的影响。结果表明：在最优条件(三乙胺为碱,二氯甲烷为溶剂,于室温反应15 h)下,2产率高达88%。     

可见光促进下氟烷基砜对芳基烯烃的自由基氟烷基化反应

自由基氟烷基化是向有机分子中引入氟烷基的一类非常重要的方法,也是目前有机化学研究的热点之一.近几年来,由于广泛的官能团兼容性和温和的反应条件等优点,可见光促进的氧化还原催化反应得到了长足的发展,已经成为化学键的构建和活化的有力工具.因此,光氧化还原催化的自由基氟烷基化反应,作为向有机化合物中引入氟烷基的有效途径,受到了广泛关注.本文报道了我们发展的氟烷基砜作为一类方便易得的新型氟烷基自由基前体,在可见光氧化还原催化下实现对烯烃的自由基氟烷基化反应.该反应可以高效地向芳基烯烃中引入三氟甲基、二氟甲基、1,1-二氟乙基、苯基二氟甲基等各种含氟烷基基团,并实现对芳基烯烃的双官能团化转化.     

可见光催化二氧化碳参与多氟芳烃的选择性C-F键羧基化（英文）

二氧化碳(CO₂)具有廉价易得、无毒、可循环再生等优点,是合成化学中优良的碳一(C1)合成子,可用于多种大宗化学品及精细化学品的合成.然而,由于CO₂具有较高的热力学稳定性及动力学惰性,其在温和条件下选择性转化较为困难.多氟芳基羧酸是一种重要的含氟砌块,具有独特的物化性质及生理活性,在医药、农药和有机光电材料等领域中均有广泛应用.多氟化合物C-F键的选择性羧基化反应是构建含氟羧酸的重要手段之一.然而,由于C-F键具有较高的键解离能,实现其选择性断裂及官能团化反应较为困难,因此CO₂参与芳基C-F键的羧基化反应面临着极大的挑战.目前,该领域仅有少量关于电化学和过渡金属催化的报道,且存在需使用牺牲阳极、当量的金属还原剂、额外引入导向基以及反应条件苛刻等问题,因此,需要发展其他策略实现温和条件下CO₂参与的芳基C-F键羧基化反应.可见光是一种来源广泛、可再生的清洁能源.可见光催化反应具有条件温和、官能团兼容性高和绿色环保等优点,在近年来得到了较大的发展,并为多种惰性底物以及惰性化学键的活化提供了新的手段....     

过渡金属催化偕二溴烯烃衍生物的偶联反应（英文）

偕二溴烯烃衍生物是有机化学中非常重要的合成工具,已被广泛应用于功能化分子的构建.在过去几十年中,金属催化(如铂、铜、银、金、镍)与偕二溴烯烃衍生物的转化已发展成为合成炔烃、色烯、吲哚、苯并吲哚及苯并噻吩等具有重要生理活性的苯并稠合杂环的有力工具.总结了自2013年以来过渡金属催化的偕二溴烯烃衍生物转化的研究进展.     

可见光诱导烯烃环化合成二氟烷基化异喹啉二酮

发展了一种可见光诱导的活泼烯烃串联自由基环化合成含氟异喹啉二酮的反应。 在可见光诱导下,多种N-烷基-N-甲基丙烯酰基苯甲酰胺与二氟溴乙酸乙酯发生自由基串联环化反应,以66%~75%的产率合成了一系列具有潜在生理活性的二氟烷基化异喹啉二酮。 此研究为合成具有潜在药用价值的氟取代异喹啉二酮提供了一条高效、条件温和的途径。     

可见光铋系光催化剂的研究进展

当前工业发展导致了严重的能源和环境危机,光催化为这一难题提供了有效的解决方案.然而在实际应用中,传统氧化物光催化剂宽的带隙限制了它的可见光吸收,于是窄带隙光催化剂成为了研究的热点.其中铋系光催化剂以其高的可见光光催化活性引起了人们的广泛关注.因此本文介绍了铋系光催化剂的种类、制备、形貌、复合、性能等方面的研究现状,并展望了含铋可见光催化剂发展前景.     

Recent advances in the synthesis and CF functionalization of gem-difluoroalkenes

The gem-difluoroalkenes and related compounds have gained much attention from the organic synthetic community due to their widespread applications as versatile fluorinated building blocks for the synthesis of pharmaceuticals, agrochemicals and functional materials. In the past two decades, significant progress has been made to the development of efficient methods for the construction of gem-difluoroalkenes and useful reactions involving the cleavage of CF bond in gem-difluoroalkenes. In this Digest review, these advances in the synthesis and reaction chemistry of gem-difluoroalkenes are summarized, with special emphasis placed on novel synthetic applications of them in recent ten years.     

In-situ polymerization for PPy/g-C3N4 composites with enhanced visible light photocatalytic performance

Polypyrrole-modified graphitic carbon nitride composites (PPy/g-C₃N₄) are fabricated using an in-situ polymerization method to improve the visible light photocatalytic activity of g-C₃N₄. The PPy/g-C₃N₄ is applied to the photocatalytic degradation of methylene blue (MB) under visible light irradiation. Various characterization techniques are employed to investigate the relationship between the structural properties and photoactivities of the as-prepared composites. Results show that the specific surface area of the PPy/g-C₃N₄ composites increases upon assembly of the amorphous PPy nanoparticles on the g-C₃N₄ surface. Owing to the strong conductivity, the PPy can be used as a transition channel for electrons to move onto the g-C₃N₄ surface, thus inhibiting the recombination of photogenerated carriers of g-C₃N₄ and improving the photocatalytic performance. The elevated light adsorption of PPy/g-C₃N₄ composites is attributed to the strong absorption coefficient of PPy. The composite containing 0.75 wt% PPy exhibits a photocatalytic efficiency that is 3 times higher than that of g-C₃N₄ in 2 h. Moreover, the degradation kinetics follow a pseudo-first-order model. A detailed photocatalytic mechanism is proposed with ·OH and ·O₂^? radicals as the main reactive species. The present work provides new insights into the mechanistic understanding of PPy in PPy/g-C₃N₄ composites for environmental applications.     

可见光诱导下磺酰氯参与的C-磺酰基化合物的合成研究进展

C-磺酰基化合物在医药、材料、合成化学等领域具有广泛的应用,其合成方法一直是有机化学工作者们的研究热点。可见光催化具有成本低、易获得和环境友好等特点,其诱导的磺酰基自由基反应已成为合成砜类化合物的重要手段。磺酰氯廉价、易获得、种类多,是一类重要的磺酰基自由基前体。本文介绍了近年来在可见光催化下,磺酰氯参与的C-磺酰基化合物的合成研究进展。按照可见光催化剂种类如Ir配合物、Ru配合物、无外加光敏剂以及其他类型光催化剂等进行分类归纳讨论,并对相应的反应机理进行了阐述,为今后此类反应在有机合成中的应用提供参考,并指出该领域研究面临的挑战及发展方向。     

The dynamic covalent reaction based on diselenide-containing crown ether irradiated by visible light

A novel diselenide-containing crown ether(BC7Se_2) was fabricated, which can polymerize to form cyclic oligomers through intermolecular dynamic covalent reaction by irradiation of visible light. The size and distribution of oligomers are related to the monomer concentration. The decomposition reaction of oligomers is controlled by topology and solvents. Furthermore, potassium cation can inhibit the polymerization of BC7Se_2 and accelerate the decomposition of oligomers.     

Recent Advances in C-F Bond Cleavage Enabled by Visible Light Photoredox Catalysis

The creation of new bonds via C-F bond cleavage of readily available per- or oligofluorinated compounds has received growing interest. Using such a strategy, a myriad of valuable partially fluorinated products can be prepared, which otherwise are difficult to make by the conventional C-F bond formation methods. Visible light photoredox catalysis has been proven as an important and powerful tool for defluorinative reactions due to its mild, easy to handle, and environmentally benign characteristics. Compared to the classical C-F activation that proceeds via two-electron processes, radicals are the key intermediates using visible light photoredox catalysis, providing new modes for the cleavage of C-F bonds. In this review, a summary of the visible light-promoted C-F bond cleavage since 2018 was presented. The contents were classified by the fluorosubstrates, including polyfluorinated arenes, gem-difluoroalkenes, trifluoromethyl arenes, and trifluoromethyl alkenes. An emphasis is placed on the discussion of the mechanisms and limitations of these reactions. Finally, my personal perspective on the future development of this rapidly emerging field was provided.     

Aerobic oxidation of aldehydes by visible light photocatalysis

An efficient and environmentally benign method for the oxidation of aldehydes to carboxylic acids has been developed. Singlet oxygen, generated by visible light in the presence of a Ru or Ir photocatalyst, reacted with aldehydes to give the corresponding carboxylic acids in excellent yields. The reaction is highly chemo-selective, in which only an aldehyde moiety is reactive even in the presence of other photo-oxidation active sites. This method is an example of an ideal green chemical reaction in the sense that molecular oxygen and visible light are key sources for the transformation.     

Facile synthesis of phenacyl iodides from styrenes under visible light irradiation with fluorescent lamps

Phenacyl iodides were easily synthesized from styrenes with iodine under irradiation of visible light from a fluorescent lamp.     

Ti~(3+)自掺杂的纳米TiO_2的制备及其可见光催化性能

以TiH2为Ti源,H2O2为氧化剂,首先通过表面氧化得到不同状态的前驱体凝胶,然后采用后续水热处理制备Ti3+自掺杂的纳米Ti O2.考察了前驱体凝胶状态及水热处理时间对材料结构和性能的影响.利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、电子顺磁共振波谱和紫外-可见漫反射光谱手段对样品进行表征.以次甲基蓝溶液为模拟废水评价样品的可见光催化降解性能.结果表明,与纯Ti O2相比,Ti3+的自掺杂使材料在可见光区有明显的吸收,并具有良好的可见光催化降解性能和循环使用性能.当采用黄色凝胶为前驱体时,在160°C下水热处理24 h所得样品在可见光下光催化降解次甲基蓝的反应速率常数(0.0439 min-1)是纯Ti O2的18.3倍.     

具有异质结的铋系光催化剂研究进展

由于人类面临的能源危机与环境污染问题日益严重,光催化技术作为最有可能解决这两大问题的技术而备受关注。其中,光催化剂是光催化技术的核心。开发具有宽光谱响应、高载流子分离效率的光催化剂既是研究热点也是难点。铋系光催化剂具有较强的可见光吸收能力。但是,提高铋系光催化剂对入射光的吸收效率、降低光生载流子复合效率仍是提高其光催化活性的关键。目前主要通过以下策略来解决这些问题：(1)贵金属负载,(2)半导体复合,(3)金属/非金属掺杂,(4)碳材料修饰,(5)铋金属负载等。最后还简要探讨了具有异质结的铋系光催化剂的发展趋势及其潜在应用。
　　采用贵金属负载于铋系光催化剂(构建肖特基结),可以通过等离子体共振效应拓宽铋系光催化剂的光吸收范围,同时贵金属还能有效转移半导体上的光生电子,促进光生载流子的有效分离。但是,采用贵金属负载存在昂贵、容易发生团聚等不足。通过半导体之间构建紧密异质结,不仅可以调节所制备复合催化剂的能带结构,满足不同光催化反应的要求,而且由于内电场的存在可以促进光生载流子定向转移,从而提高光生载流子的分离效率。除此之外,通过杂原子掺杂可以在原子层面上构建异质结结构,也能有效抑制光生载流子的复合。近年来,通过与具有较好导电性能的碳材料复合,可以快速转移铋系半导体上产生的光子,提高光催化剂的活性和量子效率。铋纳米颗粒具有与贵金属类似的性能,通过采用铋金属对铋系半导体进行负载也可以发生等离子体共振效应,从而可以提高铋系半导体的活性。最后,作者展望了铋系半导体复合光催化剂发展的三个重要方向：(1)创制非化学计量比的铋系半导体复合光催化材料;(2)通过与还原能力更强的半导体构建复合光催化材料,实现光催化 CO2还原制备有机物和光催化全解水的应用中去;(3)充分利用铋系半导体化合物具有较强氧化能力的优点,将其应用于光催化有机物合成中,比如光催化甲苯类有机物选择性氧化等。