基于芳基羧酸脱羧/ C-H键芳基化串联反应的电化学研究

Our research aims at exploring the C-C bond formation by the green electrochemistry. The electro-decarboxylative C-H bond arylation of benzoic acid compounds will be intensively studied to establish the organic electrochemical system for the series of electro-decarboxylative C-H bond arylation of aromatic carboxylic acids. Electronic, the “cleanest reagent”, provides an environmentally friendly way to decarboxylation without using any noble metal catalyst or oxidant. Besides, it’s hopefully to break the restrictions of the ortho substituents in traditional decarboxylation system owing to the electrogenerated radicals. This novel and promising electro-decarboxylative C-H bond arylation conforms to the concept of the "green chemistry" and will reveal itself in a near future.

本课题目的在于用电化学方法实现“绿色”的C-C键形成反应，探索并发展系列苯甲酸类化合物的电化学脱羧/C-H键芳基化偶联反应的“绿色”有机电化学体系。脱羧反应借助最清洁的试剂----电子，避免了贵金属催化剂或氧化剂的使用，环境友好；电生成的芳基自由基参与随后偶联反应，有望打破传统脱羧体系中对芳基羧酸的底物邻位取代基的限制。经由电化学方法实现芳基羧酸脱羧的C-H芳基化的新型偶联反应，符合反应原子经济性和“绿色”化学的理念，为电化学应用于有机合成领域打开缺口。

过渡金属催化C-H键的直接官能团化是当前构建目标化合物的便捷途径，允许人们从简单易得的原料制备有价值的产物，省去了原料预先官能团化的步骤，简化了合成路线，减少了对环境有害的副产物的排放，符合现代绿色化学的发展趋势，在功能化合物的合成应用方面潜力巨大，一直是有机合成方法学的研究热门领域。鉴于C-H键官能团化反应和半导体光催化反应各自的优势，我们发展了基于纳米TiO2半导体的光驱动的三氟乙酸脱羧/芳烃三氟甲基官能团化反应，为合成三氟甲基化的芳香化合物提供了高效、 清洁、便捷的方法。本项目在实施期间，我们还发展了过渡金属催化的连续脱氢官能团化的新型合成方法，该方法有效提高了反应原子经济性，缩短了反应路径，适用范围广、条件温和、操作简便、经济廉价，符合绿色可持续发展的要求，为药物合成分子和材料功能材料的合成提供新的合成策略。这些研究成果在Nat. Commun.和Sci. Bull.等国际著名期刊杂志发表论文4篇。