C-H键卤代是合成化学中的重要环节，广泛应用于医药和化工行业。利用卤素单质或有机卤代试剂实现卤代是常规的合成方法，但其腐蚀性强、毒性大，且无法避免复杂的副反应产物。发展使用安全、廉价的无机卤盐实现绿色卤代的催化技术是最理想的方案，符合绿色化工的发展趋势。但无机卤盐的活化通常需要苛刻的反应条件及添加强氧化剂实现，且很难再生循环利用。光催化能够在温和条件下将NaX中的卤离子氧化产生卤自由基，但卤自由基在温和条件下的形成速率极慢且效率极低，无法实现规模化生产。因此，设计高效异相光催化体系，实现以NaX为卤源驱动的C-H键选择性卤代具有重要意义。
本论文报道了一种全新的异相光催化-FeX2/FeX3循环体系，能够以NaCl和NaBr为卤源，在常温常压下实现一系列有机物的C-H键高效、连续卤化。光照条件下， Fe2+能够加速分子氧还原动力学及活性氧物种的消耗速率，并被氧化产生Fe3+。这能够加速卤离子被空穴氧化的动力学过程，快速产生大量卤自由基加速C-H卤代。同时，氧化产生的Fe3+也可以在光照下将卤离子氧化为卤自由基并被还原为Fe2+，实现FeX2/FeX3循环并进一步加速卤代。
实际反应中，异相光催化-FeX2/FeX3循环体系能够与流动相系统结合，高效、高稳定性地实现烷烃、芳香烃和腈类化合物的选择性卤代，具有放大生产的潜力。另一方面，该体系对碳氢化合物的完全卤代也具有优异的性能，是一种有实际应用前景的卤代方法。
该成果最近发表于Angew. Chem. Int. Ed.，论文的通讯作者是yl7703永利官网苏韧教授，共一作者是yl7703永利官网硕士研究生叶佳妮和博士研究生张东升。本研究工作得到了北京中科合成油技术股份有限公司的大力支持。
原文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202302994