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四川大學余達剛/葉劍衡團隊Nat. Commun.：光促進CO?參與的硫酚及其衍生物C(sp2)–S鍵羧基化
來源：四川大學 2024-11-29
導讀：惰性C–S鍵的活化與轉化研究對功能聚合物、復合材料和藥物分子的制備以及石油煉制工業等領域具有重要作用。近年來，硫酚因其在光化學領域展現的多功能性而受到化學家的廣泛關注。它們可以作為氫原子轉移（HAT）試劑、偶聯試劑或光催化劑，也可以通過形成電子供體-受體（EDA）復合物參與光化學過程。然而，由于硫酚及其硫酚鹽C(sp2)–S鍵具有較高的鍵能，通過光化學手段實現芳基硫酚C(sp2)–S鍵活化目前仍是一個巨大挑戰。因此，開發一種溫和、高效的策略實現硫酚C(sp2)–S鍵的活化與轉化，具有重要意義。
四川大學化學學院余達剛教授和葉劍衡研究員團隊長期致力于溫和條件下CO2的高效活化及高選擇性轉化研究（Acc. Chem. Res. 2021, 54, 2518; Natl. Sci. Open 2023, 2, 20220024; Sci. Bull. 2023, 68, 3124; Acc. Chem. Res. 2024, 57, 2728.），開發了基于CO2自由基陰離子的多種催化轉化體系。近期，團隊利用直接光激發策略成功實現了CO2參與的硫酚及其衍生物C(sp2)–S鍵的羧基化反應，高效高選擇性地合成了芳基羧酸衍生物。團隊結合實驗結果和DFT計算，初步揭示了反應中CO2自由基陰離子引發的C(sp2)–S鍵斷裂機制。該反應不僅展現出良好的底物適用性和官能團兼容性，還可應用于聚苯硫醚的降解，進一步證明了該策略的實用價值。該研究以“Photo-induced carboxylation of C(sp2)?S bonds in aryl thiols and derivatives with CO2”為題近日發表于Nature Communications。四川大學化學學院為第一單位，余達剛教授和葉劍衡研究員為共同通訊作者，化學學院博士研究生劉杰、王偉和華西公共衛生學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基金委、高分子材料工程國家重點實驗室和四川大學的經費支持，同時感謝四川大學分析測試中心王曉燕老師、化學學院化學專業實驗室綜合訓練平臺李靜老師、鄧冬艷老師以及化學學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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