铀酰阳离子的光化学性质已得到充分研究,其在可见蓝光(hv 380-500 nm)照射下产生高氧化能力的激发态铀酰阳离子(+ 2.6 V vs. SHE),它的氧化性几乎等于元素氟的氧化能力,也是已知的有机光敏剂中激发态氧化能力最强的。这种激发态的强氧化能力,可以通过氢原子转移的方式有效活化C-H键,生成以碳为中心的自由基。二芳基甲烷衍生物是一类重要的生物活性分子,广泛存在于天然产物和药物分子。对苯醌的1,6-加成是合成该类化合物的重要方法。然而,基于光催化氢原子转移的反应鲜有报道。基于以上内容,我们采用硝酸铀酰为催化剂,乙腈为溶剂,在蓝光照射下,各种取代的对苯醌衍生物和C(sp3)-H底物反应,实现了二芳基甲烷衍生物的构筑。我们通过同位素标记实验、EPR实验并辅助计算化学的手段证实了反应的机理。该工作展现了铀酰作为可将光催化剂在C-H键活化方面的巨大潜力,也为后续工作的开展奠定了基础。
文章信息:Jipan Yu, Chongyang Zhao, Rong Zhou, Wenchao Gao, Shuai Wang, Kang Liu, Siyu Chen, Kongqiu Hu, Lei Mei,* Liyong Yuan, Zhifang Chai, Hanshi Hu and Weiqun Shi*. Visible-Light-Enabled C-H Functionalization by a Direct Hydrogen Atom Transfer Uranyl Photocatalyst. Chem Eur J. 2020. accepted.