中科院化学所宋文静Appl. Catal. B.: 清洁又高效，可见光驱动炔烃半氢化

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中科院化学所宋文静Appl. Catal. B.: 清洁又高效，可见光驱动炔烃半氢化炔烃的半氢化是生产烯烃产品的有效方法，该反应的挑战在于需要能量的活性氢物质的形成(例如通过H2活化)和有效抑制过度氢化生成烷烃副产物。在光照下，光催化可以通过光生载流子可持续地驱动需要能量的反应。具体来说，通过导带电子还原质子，可以耦合转移氢化，实现环境友好，甚至无废物的半氢化反应。
基于此，中国科学院化学研究所宋文静团队描述了在环境条件下由负载在氮化碳支架(Ni/C3N4)上的镍催化的可见光驱动的醇或水供体半氢化反应，表现出优异的烯烃选择性和广泛的底物范围。
中科院化学所宋文静Appl. Catal. B.: 清洁又高效，可见光驱动炔烃半氢化
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催化剂设计利用了C3N4吸收可见光照射并调整Ni与氢化中间体的相互作用，这对于烯烃产物的优异选择性至关重要。烯烃产物中的氢原子来源于甲醇或水的羟基，通过光生电子的Ni催化质子还原得到活性表面氢物(H*)。
这种加氢途径不仅避免了苛刻的反应条件，而且可以使用氘代醇或D2O轻松合成有价值的氘代烯烃，为设计良好的催化剂结构在炔烃的光驱动选择性转移氢化(氘化)和其他有机底物。
中科院化学所宋文静Appl. Catal. B.: 清洁又高效，可见光驱动炔烃半氢化
DFT计算表明，C3N4降低了烯烃(氢化中间体)对Ni的亲和力，并且与过度氢化相比，该过程在动力学上更有利。重要的是，烯烃产物中的氢原子是通过光生电子在原位形成的金属镍介导的质子还原而衍生自羟基的。
在这种半氢化途径的指导下，典型的氘代烯烃，包括有价值的医药中间体从容易获得的CH3OD或D2O和未标记的炔底物中成功地合成了高氘掺入量。
Visible-Light-Driven Semihydrogenation of Alkynes via Proton Reduction over Carbon Nitride Supported Nickel. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.121004

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