中科大Angew：CdS光催化活化甲醇实现N-杂环C-H键选择性转化

纳米技术

2025-04-14

光驱动的甲醇活化能够促进N-杂芳烃C-H键的甲基化反应，其中甲醇选择性转化为羟甲基自由基·CH₂OH是C-H键甲基化的前提条件。

有鉴于此，中国科学技术大学张晓东教授、Hui Wang等受到光激发固体上多样化的甲醇活化过程的启发，报道了一种可行的基于半导体的光催化体系，实现了N-杂芳烃的C-H键甲基化反应。

本文要点：

（1）

这种反应使用h-CdS作为一种理想的可见光驱动光催化甲醇活化的平台。并且在无需任何额外助催化剂或共溶剂的情况下，通过空穴转移过程选择性地生成·CH₂OH，其可以引发N-杂芳烃的C-H键羟甲基化反应。

（2）

随后，光激发的h-CdS与羟甲基化中间体之间发生电子转移，最终可导致甲基化的N-杂芳烃的形成。这些转化促进光生空穴和电子的串联利用，从而实现了h–CdS优异的光催化性能。

此外，当体系“存在”或者“缺乏”电子牺牲剂（electron scavenger）的情况下，能够轻松实现“羟甲基化”或者“甲基化”产物的选择性生成。

参考文献

Gang Chen, Lei Li, Yi Liu, Zhihao Li, Yanyun Hu, Hui Wang, Xiaodong Zhang, Yi Xie, Visible-Light-Driven Photocatalytic Methanol Activation on Hexagonal CdS for Triggering C–H Methylation, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202507093

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202507093