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四川大學(xué)余達(dá)剛/葉劍衡團(tuán)隊(duì)Nat. Commun.：光促進(jìn)CO?參與的硫酚及其衍生物C(sp2)–S鍵羧基化
來源：四川大學(xué) 2024-11-29
導(dǎo)讀：惰性C–S鍵的活化與轉(zhuǎn)化研究對功能聚合物、復(fù)合材料和藥物分子的制備以及石油煉制工業(yè)等領(lǐng)域具有重要作用。近年來，硫酚因其在光化學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)的多功能性而受到化學(xué)家的廣泛關(guān)注。它們可以作為氫原子轉(zhuǎn)移（HAT）試劑、偶聯(lián)試劑或光催化劑，也可以通過形成電子供體-受體（EDA）復(fù)合物參與光化學(xué)過程。然而，由于硫酚及其硫酚鹽C(sp2)–S鍵具有較高的鍵能，通過光化學(xué)手段實(shí)現(xiàn)芳基硫酚C(sp2)–S鍵活化目前仍是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種溫和、高效的策略實(shí)現(xiàn)硫酚C(sp2)–S鍵的活化與轉(zhuǎn)化，具有重要意義。
四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院余達(dá)剛教授和葉劍衡研究員團(tuán)隊(duì)長期致力于溫和條件下CO2的高效活化及高選擇性轉(zhuǎn)化研究（Acc. Chem. Res. 2021, 54, 2518; Natl. Sci. Open 2023, 2, 20220024; Sci. Bull. 2023, 68, 3124; Acc. Chem. Res. 2024, 57, 2728.），開發(fā)了基于CO2自由基陰離子的多種催化轉(zhuǎn)化體系。近期，團(tuán)隊(duì)利用直接光激發(fā)策略成功實(shí)現(xiàn)了CO2參與的硫酚及其衍生物C(sp2)–S鍵的羧基化反應(yīng)，高效高選擇性地合成了芳基羧酸衍生物。團(tuán)隊(duì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和DFT計(jì)算，初步揭示了反應(yīng)中CO2自由基陰離子引發(fā)的C(sp2)–S鍵斷裂機(jī)制。該反應(yīng)不僅展現(xiàn)出良好的底物適用性和官能團(tuán)兼容性，還可應(yīng)用于聚苯硫醚的降解，進(jìn)一步證明了該策略的實(shí)用價(jià)值。該研究以“Photo-induced carboxylation of C(sp2)?S bonds in aryl thiols and derivatives with CO2”為題近日發(fā)表于Nature Communications。四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院為第一單位，余達(dá)剛教授和葉劍衡研究員為共同通訊作者，化學(xué)學(xué)院博士研究生劉杰、王偉和華西公共衛(wèi)生學(xué)院廖黎麗副研究員為共同第一作者。衷心感謝國家自然科學(xué)基金委、高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和四川大學(xué)的經(jīng)費(fèi)支持，同時(shí)感謝四川大學(xué)分析測試中心王曉燕老師、化學(xué)學(xué)院化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室綜合訓(xùn)練平臺李靜老師、鄧冬艷老師以及化學(xué)學(xué)院朱建波教授的測試支持。文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53351-w
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