用二氧化碳合成重要多氟芳基羧酸的光驱动工艺

二氧化碳 (CO 2 ) 是一种臭名昭著的温室气体，由于其含量丰富、易于获得、无毒和可回收，因此也是合成化学中很有前途的组成部分。然而，CO 2的惰性性质对其有效的化学转化具有一定的障碍。最近，光化学以光子为能源，为在温和条件下 与CO 2进行羧化反应提供了一种可持续、良性且有效的途径。

特别是，由于芳基羧酸衍生物的重要性和各种芳基(伪)卤化物的容易获得，可见光驱动的芳基卤化物与 CO 2的羧化是有吸引力的。与总是涉及反应性但金属还原剂或牺牲电极的传统方法相比，光催化过程具有温和的条件和温和的电子供体。

Iwasawa、König、Jana 等人通过光氧化还原/过渡金属双催化实现了各种芳基(伪)卤化物中芳基碳-杂原子键的羧化，为该领域做出了重大贡献。尽管取得了如此巨大的成就，但还没有关于可见光光氧化还原催化芳基 C-F 键与 CO 2羧化的报道。因此，开发具有高选择性的芳基C-F键与CO 2的可见光光催化羧化是紧迫但极具挑战性的。

氟化学有重要的应用。C-F键功能化对于将容易获得的多氟芳烃转化为部分氟化的化合物非常重要，这些化合物非常有价值但不易获得。多氟芳基羧酸及其衍生物是医药、农业和有机功能材料中的重要结构。

在温和条件下通过光催化构建具有绿色CO 2的多氟芳基羧酸是有前景的。然而，这样的策略可能会面临巨大的挑战。首先，芳基 C-F 键非常牢固，具有有效裂解的障碍。其次，CO 2的化学惰性使其难以与 C-F 键进行有效的交叉偶联。最后，光催化会引入不稳定和难以控制的自由基中间体，这些中间体通常会导致难以抑制的各种副反应。

近日，中国四川大学余大刚教授领导的研究小组首次报道了可见光光氧化还原催化的多氟芳烃中C( sp 2 )-F键与CO 2的选择性羧化反应。此类工作具有广泛且具有挑战性的底物范围，包括中等至高产率的五氟、四氟和三氟芳烃。更重要的是，这种转变可以以良性选择性从其他键中拾取一个特定的 C( sp 2 )-F 键。

结果发表在《中国催化杂志》上。