近年来,将光氧化还原催化和过渡金属催化有效结合的双催化体系逐渐发展成一个合成光化学中的通用催化平台。与传统光催化相比,双催化体系提供了不同的活化模式,但同时也存在一些弊端,如反应过程中生成的活性中间体浓度较低,导致两个催化循环之间的电子转移效率有限,在一定程度上限制了双催化平台的应用。随着光催化合成化学的发展,以配位键连接的多孔晶态材料—金属-有机超分子体系成为模拟和研究自然光合系统的有力工具。在这些超分子体系中,金属-有机配聚物(MOPs)结合了有机化学和无机化学的优点,以及其结构模块化特性、内部孔道限域效应、金属节点与配体的高度可设计性,使其更容易地应用于光催化。因此,利用金属-有机配聚物构筑新型的多相光催化平台也成了当下的热门研究课题之一。
近日,大连理工大学张大煜(化学)学院段春迎教授、金云鹤特聘助理教授课题组基于该课题组前期成果(Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 5561)及光/过渡金属双催化策略,利用三芳基吡喃盐(TPT+)模拟物作为有机连接配体及光敏中心,具有氧化还原活性的金属离子为节点,构筑了一种新型的非均相光氧化还原催化平台M-PYTC+(M = Mn2+,Co2+)。该催化平台集光致电子转移(PET)、配体-金属电荷转移(LMCT)和分子氧活化于一体,通过金属-有机配聚物限域孔道具备的空间及动力学限域效应,实现了高效的协同催化,并成功应用于多种光催化合成反应,包括胺基α-C(sp3)-H芳基化和单氟烯基化、苄胺的需氧氧化偶联、醇和吲哚啉的氧化脱氢反应。
相关研究成果以“Chromophore-inspired Design of Pyridinium-based Metal-Organic Polymers for Dual Photoredox Catalysis”为题,于近日发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。该工作感谢大连理工大学学科建设经费、国家自然科学基金和教育部中央高校基本科研业务费的大力支持。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202204918