非均相纳米催化剂所具有的光催化特性及其低成本、便操作、易回收等特点预示其在有机合成领域有巨大的应用潜力，并已成为促进高效绿色合成复杂分子的重要手段。相比于在可见光催化有机合成中已大量运用的均相催化剂，非均相光催化的合成方法在反应多样性和选择性等方面尚有较大拓展空间。近期，中科院理化所超分子光化学中心丛欢课题组通过小分子敏化纳米半导体材料作为催化剂，在非均相可见光催化自由基反应研究中取得系列进展。
受染料敏化体系的启发，科研人员利用廉价且不含重金属的有机小分子敏化剂与纳米二氧化钛协同催化，催化效率和选择性远高于二者单独使用。在可见光下发挥二氧化钛光催化性能的同时，克服了其自身只能吸收紫外光而导致的反应选择性短板，在温和条件下实现高效精准合成。
利用小分子敏化半导体实现可见光催化自由基反应
围绕小分子敏化半导体光催化的策略，课题组自2017年以来已先后发展了苄醚有氧氧化反应（aerobic oxidation of benzyl ethers，ACS Catal. 2017, 7, 8134）、烯烃原子转移自由基加成反应（atom transfer radical addition of alkenes，ChemSusChem 2017, 10, 4461）、sp3碳氢键脱羧烷基化反应（decarboxylative alkylation of C(sp3)-H bonds，Org. Lett. 2018, 20, DOI:10.1021/acs.orglett.8b01077），初步机理研究表明催化过程均涉及自由基中间体。上述系列进展实现了可见光催化的多种高效绿色合成新方法，确证了小分子敏化半导体光催化策略的可行性，为进一步研究指明了方向。
丛欢课题组博士研究生任骊和毛亮亮分别作为第一作者完成了上述工作。相关研究工作得到了中国科学院战略性先导科技专项（B类），国家自然科学基金、理化所所长基金的大力支持。
文章链接：
1. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.7b03029
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cssc.201701382
3. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.8b01077
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