ACS Catal：Ir光敏剂配体调控改善光催化性能

纳米技术

2020-12-23

处于激发态的底物和基态之间有明显区别，因此在通常的物理性质、化学反应活性通常被认为是有区别的，因此通过光催化方法对底物进行活化受到越来越多的关注。光敏剂在光催化中处于核心地位，但是设计结构合理的光敏剂并未受到比较深入的研究。有鉴于此，兰州大学刘强等报道了通过对金属有机配合物配体结构修饰，从而优化光敏剂的性质，实现了一系列具有高三重激发态寿命/激发态能量的Ir基光敏剂，而且在多种难以进行的光催化环加成反应中（thia-Paternò–Büchi光催化、光催化氮杂成环反应），实现了比以往性能较弱的光敏剂中有更高的活性。

本文要点：

（1）

反应优化。合成了10种Ir基光催化剂，保持两个C-N配体不变，调节另外一个N-N配体的结构，从而实现了光敏剂的激发光波长在455 nm~503 nm区间内调控，能带在2.69~2.82 eV区间内变化，三重态寿命在0.266~2.225 μs区间内变化。

（2）

随后考察了这些Ir光敏剂，在N苯基-马来酰亚胺（1a）、黄（原）酸盐（2a）的thia-Paternò–Büchi光催化反应情况，实现了产率达到93 %，对比的Ru(bpy)₃Cl₂、Ir(ppy)₃没有反应活性。Ir[dF(CF₃)ppy]₂(dtbbpy)PF₆催化的产率仅仅71 %。同样的，考察了N苯基-马来酰亚胺（1a）、N-苯基苯甲亚胺（4a）的光催化活性，优化的光催化剂实现了93 %的产率，显著改善了催化性能。

参考文献

Jian He, Zhi-Qin Bai, Pan-Feng Yuan, Li-Zhu Wu, and Qiang Liu*, Highly Efficient Iridium-Based Photosensitizers for Thia-Paternò–Büchi Reaction and Aza-Photocyclization, ACS Catal. 2021, 11, 446–455

DOI: 10.1021/acscatal.0c05005

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05005