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林文斌JACS:紫精构筑COF近红外光催化

纳米技术
2025-03-24


近红外(NIR)光驱动的光化学反应相较于可见光驱动的光化学反应具有一定优势,因为近红外光子能量较低,副反应较少,在反应介质中的穿透深度更深,并且在太阳光谱中含量丰富。但是,现有共价有机框架(COF)材料的光吸收区间为紫外-可见光区域,利用蓝光或白光进行光催化反应。

有鉴于此,芝加哥大学林文斌教授等报道了在一种紫精(Viologen)联吡啶鎓连接的卟啉共价有机框架(Vio-COF)中发生的连接体到连接体的电荷转移过程,这构筑形成一种新型的超卟啉效应(hyperporphyrin effect),使得光吸收范围扩展到近红外区域,Vio-COF的吸收边界达到998 nm。

本文要点:

(1)

在近红外光照射下,Vio-COF的光致电荷分离产生联吡啶鎓自由基,该自由基能够还原氧气,形成超氧自由基,用于催化氧化偶联反应。

(2)

COF骨架之上的卟啉和联吡啶鎓的紧密相邻,显著增强Vio-COF催化性能。在有氧氧化酰胺反应和有机胺偶联反应中,Vio-COF的性能比相应的均相催化剂更好。Vio-COF易于回收,并可用于六种氧化偶联的催化。

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参考文献

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

 




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