近紅外(NIR)光驅動的光化學反應相較于可見光驅動的光化學反應具有一定優勢,因為近紅外光子能量較低,副反應較少,在反應介質中的穿透深度更深,并且在太陽光譜中含量豐富。但是,現有共價有機框架(COF)材料的光吸收區間為紫外-可見光區域,利用藍光或白光進行光催化反應。
有鑒于此,芝加哥大學林文斌教授等報道了在一種紫精(Viologen)聯吡啶鎓連接的卟啉共價有機框架(Vio-COF)中發生的連接體到連接體的電荷轉移過程,這構筑形成一種新型的超卟啉效應(hyperporphyrin effect),使得光吸收范圍擴展到近紅外區域,Vio-COF的吸收邊界達到998 nm。
本文要點:
(1)
在近紅外光照射下,Vio-COF的光致電荷分離產生聯吡啶鎓自由基,該自由基能夠還原氧氣,形成超氧自由基,用于催化氧化偶聯反應。
(2)
COF骨架之上的卟啉和聯吡啶鎓的緊密相鄰,顯著增強Vio-COF催化性能。在有氧氧化酰胺反應和有機胺偶聯反應中,Vio-COF的性能比相應的均相催化劑更好。Vio-COF易于回收,并可用于六種氧化偶聯的催化。
參考文獻
Zhibei Zhou, Zitong Wang, Abigail L Blenko, Jinhong Li, and Wenbin Lin*, Viologen Covalent Organic Framework Mediates Near-Infrared Light-Induced Electron Transfer for Catalytic Oxidative Coupling Reactions, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c00686
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c00686