光催化芳香羧酸脱羧偶联及硫醚合成亚砜的反应研究

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随着有机方法学的飞速发展,传统的加热反应似乎已经不能满足化学家们的研究需求,寻求一种新的手段来替代传统的加热反应成为当下的研究热点之一。而光催化以其对环境友好和绿色,可再生等特点得到了众多化学家的青睐。光催化反应主要途径是在温和的条件下降低反应活化能,实现催化剂与底物的单电子转移(SET)或能量转移(En T)。随着光催化的不断发展和新型光催化剂不断的被开发应用,光催化迎来了蓬勃的发展。本论文综述了该领域的最新研究进展,并围绕光催化芳香羧酸脱羧偶联和光催化硫醚合成亚砜展开了相关工作的研究。我们通过光催化N-甲基-N-苯基邻氨基苯甲酸类底物,首次实现了光催化下芳香羧酸直接脱羧偶联反应。该策略在紫外灯的照射下,无需催化剂,以当量的吡啶做碱,实现N-甲基-N-苯基邻氨基苯甲酸脱羧自身偶联反应。该反应底物适应范围广,绿色环保高效,为芳香羧酸直接脱羧偶联合成咔唑提供了新的途径。同时,我们通过紫外可见吸收光谱、银镜实验、开关灯实验及动力学同位素(KIE)实验等手段,系统的研究了反应机理。在合成亚砜的过程中,常常会得到亚砜的过渡氧化产物-砜,所以选择合适的氧化剂是非常必要的;过去合成亚砜往往需要当量的氧化剂和催化剂共同作用,反应条件较为复杂。我们发展了在可见光诱导下,以4Cz IPN为光催化剂从硫醚直接合成亚砜的方法。该策略以廉价易得的硫醚化合物为起始原料,氧气为绿色氧化剂,反应条件温和。该反应还具备无副产物,光催化剂可高效率回收利用等优点。我们还对反应机理进行了研究讨论,进一步揭露了光氧化还原下硫醚合成亚砜的反应历程,为温和条件下合成亚砜化合物提供了新的途径。
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