浙江大学最新Science：离子屏蔽非均相光电催化的可扩展脱羧三氟甲基化反应

浙江大学最新Science：离子屏蔽非均相光电催化的可扩展脱羧三氟甲基化反应

【导读】

在氧化还原反应中控制化学选择性的根本任务是控制多个电子供体和受体之间电子转移的方向。电化学为高附加值精细化学品提供了一条可持续的合成路线，但往往受限于电极之间的竞争性电子转移和不同于目标位点的氧化还原敏感功能。

【成果掠影】

今日，浙江大学莫一鸣、宣军课题组合作，描述了一种离子屏蔽的非均相光电催化策略，以施加传质限制，从而逆转热力学确定的电子转移顺序。该策略通过使用廉价但相对惰性的三氟甲基(CF₃)源三氟乙酸酯来实现敏感(杂)芳烃的脱羧三氟甲基化。由三氟乙酸根阴离子静电吸附在钼掺杂的三氧化钨(WO₃)光阳极上形成的离子屏蔽层，阻止了基底和光生空穴之间不期望的电子转移。所开发的方法的实用性得到了证明，其光阳极稳定性（约380小时）强，具有良好的底物适用范围，并且可以使用光电化学流通池实现100克合成。相关论文以题为“Scalable decarboxylative trifluoromethylation by ion-shielding heterogeneous photoelectrocatalysis”的论文发表在Science上。

【数据概况】

图1. 背景和Ionshield-Hpec© 2024AAAS

图2. 反应发展及机理研究© 2024AAAS

图3. 光阳极效率和稳定性优化© 2024AAAS

图4. IonShield-hPEC三氟甲基化的底物范围© 2024AAAS

图5. 非均相光电化学三氟甲基化的放大© 2024AAAS

【成果启示】

总之，本工作描述了一种离子屏蔽的非均相光电催化策略，通过施加传质限制可以达到逆转热力学确定的电子转移顺序的效果。本工作预期，所展示的IonShield-h PEC脱羧三氟甲基化反应将激发非均相光电化学的进一步发展，以获得在极端氧化电位下的选择性电子转移。

文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8902#tab-contributors

本文由温华供稿。