简介

光氧化还原催化已经成为一种强大的合成方法，可以在温和的反应条件下通过光的照射来形成共价键。最近，研究者们通过计算和设计，开发了吩恶嗪（P485533）和二氢吩嗪（P485532）有机光氧化还原催化剂，使其具有与光氧化还原催化相关的光物理和电化学性质。具体来说，它们吸收可见光，具有高摩尔吸收率、氧化还原可逆性、电荷转移激发态、长的三重态激发态寿命和高的三重量子产率。

吩恶嗪和二氢吩嗪衍生的化合物在光氧化还原催化的原子转移自由基聚合（ATRP）中用于控制聚合物形成和小分子转化（如三氟甲基化和双光氧化还原/镍催化的C-N和C-S交叉偶联）的应用中得到了证明。通过与国际知名企业联合进行研发，阿拉丁现在提供苯并恶嗪和二氢吩嗪有机光氧化还原催化剂。

图1. 吩恶嗪（P485533）和二氢吩嗪（P485532）有机光氧化还原催化剂

优势

• 可替代贵金属配合物，降低了催化剂整体的使用成本，并且是可持续使用的

• 处于高度还原激发态

• 表现出对光氧化还原催化很重要的性质：可见光吸收、高摩尔吸光率、氧化还原可逆性、电荷转移激发态、长三重态激发态寿命和高三重态量子产率

应用

原子转移自由基聚合（ATRP）

原子转移自由基聚合（ATRP）是可逆失活自由基聚合的一个例子。与它的对应的ATRA（原子转移自由基加成）一样，ATRP是一种与过渡金属催化剂形成碳-碳键的方法。从这样的途径形成的聚合方法被称为原子转移自由基加成聚合（ATRAP）。顾名思义，原子转移这个步骤在负责聚合物链均匀生长的反应中起到了至关重要的作用。ATRP（或过渡金属介导的活性自由基聚合）于1995年被独立发现。

三氟甲基化

有机化学中的三氟甲基化描述了在有机化合物中引入三氟甲基的任何有机反应。三氟甲基化化合物在制药工业和农用化学品中都具有非常重要的地位。一些非常常见的药物化合物中均含有三氟甲基，例如：氟西汀、甲氟喹、来氟米特、努利他胺、度他司胺、比卡鲁胺、阿普立坦、塞来昔布、氟虫腈、氟嗪南、戊硫吡拉德、吡嘧菌酯、氟里酮、诺氟拉松、索拉非尼和三氟嗪。同时，还有一种相关的农用化学品是氟乐灵。在化合物中添加三氟甲基的合成方法，在各类的学术研究中已经被广泛使用了。

双光氧化还原/镍的C-N耦合

双光氧化还原/镍的C-S耦合

参考文献

1. Du Y, Pearson RM, Lim C, Sartor SM, Ryan MD, Yang H, Damrauer NH, Miyake GM. 2017. Strongly Reducing, Visible-Light Organic Photoredox Catalysts as Sustainable Alternatives to Precious Metals. Chem. Eur. J.. 23(46):10962-10968. https://doi.org/10.1002/chem.201702926

2. Theriot JC, Lim C, Yang H, Ryan MD, Musgrave CB, Miyake GM. 2016. Organocatalyzed atom transfer radical polymerization driven by visible light. Science. 352(6289):1082-1086. https://doi.org/10.1126/science.aaf3935

3. Pearson RM, Lim C, McCarthy BG, Musgrave CB, Miyake GM. 2016. Organocatalyzed Atom Transfer Radical Polymerization Using N-Aryl Phenoxazines as Photoredox Catalysts. J. Am. Chem. Soc.. 138(35):11399-11407. https://doi.org/10.1021/jacs.6b08068

4. Lim C, Ryan MD, McCarthy BG, Theriot JC, Sartor SM, Damrauer NH, Musgrave CB, Miyake GM. 2017. Intramolecular Charge Transfer and Ion Pairing in N,N-Diaryl Dihydrophenazine Photoredox Catalysts for Efficient Organocatalyzed Atom Transfer Radical Polymerization. J. Am. Chem. Soc.. 139(1):348-355. https://doi.org/10.1021/jacs.6b11022

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