Oxidation av mättade C−H-bindningar är en nyckelkemisk reaktion inom syntetisk kemi och den kemiska industrin. Ändå, de höga bindningsdissociationsenergierna (BDE) och den svaga polariteten för C(sp 3 )−H-bindningar, särskilt i mättade kolväten, leder till svaga interaktioner med många katalysatorer och svår substrataktivering. Aryletrar är allestädes närvarande strukturella motiv i naturprodukter och läkemedel, inklusive dussintals småmolekylära läkemedel i de 200 bästa detaljförsäljningarna.
Även om C(sp 3 )-H-bindning av aryletrar kan användas som en synton för organisk syntes för att konstruera C-C/C-N-bindningar, dess oxidativa funktionalisering och tillämpning är fortfarande begränsad och utmanande. Därför är det nödvändigt att utveckla effektiva och bekväma metoder för funktionalisering av eter C(sp 3 )−H-bindningar och deras användning i organisk syntes och farmaceutisk kemi.
För närvarande fotokatalytisk C(sp 3 )−H-oxidation har utvecklats till ett användbart och mångsidigt verktyg för katalysforskning på grund av dess bekväma och redoxneutrala sätt. Väteatomöverföring (HAT) är en effektiv strategi för att klyva C(sp 3 )–H-bindningar av alkanråvaror. Och klorradikaler används som ett kraftfullt HAT-reagens i en mängd olika oxidationsreaktioner på grund av deras höga oxidativa kapacitet (E1/2red =+2,03 V vs. SCE), som kan ta bort väte av aryleter C(sp 3) )−H binder för att bilda motsvarande alkylradikal.
Ändå är klorradikaler inte lätt tillgängliga på grund av ogynnsam klorid-till-kloroxidation (Eo=1,36 V vs. NHE). Metoder som fotolys av Cl2 eller fotoinducerad ligand-till-metall-laddningsöverföring (LMCT) har rapporterats för klorid-till-klor-generering, men strategiutvecklingen för mer omfattande klorkällor som genererar klorradikaler och främjar C(sp 3 )−H-bindningsoxidation förblir attraktiv.
Nyligen rapporterade ett forskarlag under ledning av prof. Feng Wang från Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, en ny metod för synligt ljus-drivet C(sp 3 )−H-bindningsoxidation av aryletrar selektivt till esterprodukter med användning av syre som oxidant. Under den fotokatalytiska reaktionen med Mes-10-phenyl-Acr + −BF4 - katalysator genereras klorradikaler från en mängd olika kloridkällor och kan effektivt aktivera aryleter C(sp 3 )−H binder till alkylradikaler genom väteatomöverföringsprocessen (HAT).
Aryletrar med olika substituenter kan oxideras till estrar i bra till utmärkta utbyten. Detta arbete presenterar en ny fotokatalytisk strategi för C(sp 3 )−H-oxidation av aryletrar på ett bekvämt och grönt sätt.
Forskningen publiceras i Chinese Journal of Catalysis .
Mer information: Yuting Liu et al, Klorradikalmedierad fotokatalytisk C(sp3)−H-bindningsoxidation av aryletrar till estrar, Chinese Journal of Catalysis (2024). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64615-7
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
