可见光诱导的光化学反应为高价值精细化学品的开发提供了一种绿色、环保和可持续的工具,因此其近年来得到研究者的广泛关注并得到了空前的发展。许多在可见光谱中吸收显著的过渡金属配合物或有机染料通常被用作光催化剂来捕获光能并驱动有机转化。然而,过渡金属配合物的高成本和毒性、有机染料较差的光稳定性以及这些均相光催化剂的回收和再利用困难等问题严重限制了它们在大规模光化学反应中的应用。因此,开发新型不含金属、廉价、稳定且可回收的高效非均相光催化剂,以降低大规模合成的成本,仍然是该领域亟需解决的问题。 有序介孔聚合物(OMPs)具有高度有序的介孔结构、均一可调的孔径、高比表面积以及优异的稳定性,是传统的贵金属/有机染料均相光催化剂的潜在非均相替代品。利用OMPs材料合成上的可设计性,将小分子有机染料组装到OMPs框架中可能为调整其光物理性质开辟新的途径,从而提高其光稳定性和光敏性。近日,兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室张元教授课题组通过“自下而上(bottom-up)”策略构筑了一种苯并噻二唑(BT)功能化有序介孔聚合物(BT-MPs,图1)。高度有序的周期性孔隙、大的表面积、优异的稳定性和良好的光电响应特性保证了BT-MPs的高光催化活性。在可见光照射下,BT-MPs至少可以高效催化酚类与烯烃间的氧化[3+2]环加成反应、硫化物的选择性氧化反应、吲哚的C-3硫氰化反应和β-酮酯的氨基硫氰化反应等6种转化。此外,BT-MPs易于回收,并且具有很好的持续催化能力(连续使用8次后其光催化活性无明显变化)。
图1:苯并噻二唑功能化有序介孔聚合物应用于多种光催化反应 这项工作展示了有序介孔聚合物作为高效、稳定、可回收无金属非均相光催化剂的潜力,并为新型非均相光催化剂的开发提供了新途径。 论文信息 Benzothiadiazole-Based Ordered Mesoporous Polymer as a Versatile, Metal-Free Heterogeneous Photocatalyst Jiyu Liu, Yin Zhu, Shengyu Li, Yansong Hu, Kuan Chen, Tingyan Li, Yuan Zhang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202402040