近日，北京理工大学材料学院杨荣杰/夏中华团队在光诱导的金催化领域取得重要进展，相关工作以“Photosensitized reductive elimination of gold(III) to enable esterification of aryl iodides with carboxylic acids”为题发表在国际知名期刊《JACS Au》。本论文的第一作者为北京理工大学材料学院博士研究生武佳文，杨荣杰教授和夏中华研究员为本文的共同通讯作者。
全文链接：
https://doi.org/10.1021/jacsau.4c00422
图1. 光诱导金（I）/金（III）催化
近年来，配体促进的 Au(I)/Au(III)催化与反应性较低的芳基碘化物的交叉偶联反应（如 C-C、C-N、C-S/Se 和 C-O（醇））被广泛研究（图 1a）。由于采用了双齿配体，Au(I) 与 Ar-I 的氧化加成步骤可以在低温条件下快速完成，最近的化学反应和计算也证明了这一点。尽管取得了这些进展，但通过金催化与羧酸形成 C-O 键的尝试仍未取得成功。事实上，这一挑战源于关键的还原消除步骤必须通过 Au(III) 羧酸盐中间体，而这在热力学上是不利的。为了解决这一挑战，近日北京理工大学材料学院杨荣杰/夏中华团队首次报道了光诱导的金催化下实现的芳基/烷基羧酸与芳基碘化物之间的酯化反应（图 1b）。利用二苯甲酮作为廉价而有效的光敏剂和（P, N）配体金催化剂，通过光敏化能量转移促进了这种转化，生成了三重态芳基-金（III）-羧酸盐中间体。这种酯化方法对各种官能团都有很好的耐受性，而且对各种芳基和烷基（1o、2o、3o）羧酸都有很高的产率。这种光诱导金催化能量转移的策略已被应用于其他几种光敏化金催化反应中。
图2. 芳基/烷基羧酸与芳基碘化物的底物范围
在一系列机理实验和DFT计算的基础之上，作者提出了合理的反应机理（图3）。
图3. 可能的机理
上述研究工作得到了国家自然科学基金(22201019)和北京理工大学青年学者启动计划项目(2020CX04260)的支持。
附作者简介：
杨荣杰，北京理工大学材料学院教授，博士生导师。长期从事阻燃高分子材料、耐高温耐烧蚀高分子材料、特种功能高分子材料、高性能固体推进剂、创新武器装备等研究。主持并承担有国家重大演示验证项目、国家高技术研究发展计划“863”（计划）、“973”计划、科技支撑计划、国际科技合作计划专项、总装备部创新项目、预研项目、广东省产学研项目等60余项，获得国家技术发明二等奖1项（第1获奖人）、省级科技进步奖1项（第2获奖人）。国防科技工业511人才。
夏中华，北京理工大学材料学院特别研究员，博士生导师。中国科学院广州生物医药与健康研究院硕士，导师朱强；法国索邦大学Sorbonne Université博士，导师Louis Fensterbank；日本东京大学特任研究员Project Researcher，合作导师Shū Kobayashi。研究领域包括金催化，光化学与绿色催化，高分子与阻燃材料等。以第一作者或通讯作者在国际权威期刊上发表了SCI论文多篇，包括Nature Chemistry，JACS Au，Chemical Science, Organic Letters等。
本文来自：北京理工大学。
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