氢键促进光催化醇偶联

由副教授领导的研究小组。中国科学院大连化学物理研究所罗能超研究员和王峰研究员实现了对醇类光催化偶联反应的选择性控制。

这项研究于10月10日发表在美国化学学会杂志上。

自由基是光催化转化中常见的中间体，具有开壳电子结构。它们具有很高的活性，很容易强烈地吸附在半导体表面，从而产生多种反应。溶液可以影响光催化反应的产物选择性和量子产率。

在这项工作中，研究人员发现，在乙醇溶液中加入5vol%的水，可以将乙醇光催化偶联生成2,3-丁二醇的选择性从37%提高到57%，反应速率是原来的2.4倍。

通过自由基捕获实验、氘实验、DFT计算和分子动力学模拟，他们发现少量水的引入可以使中间体α-羟乙基自由基(αHR)在催化剂表面和溶剂分子上形成氢键。在散装溶液中。

在氢键的帮助下，αHR倾向于从催化剂表面解吸并在溶液中稳定，避免了αHR主要氧化为乙醛以及αHR与H·之间的逆反应，从而回收乙醇。

“我们的研究表明，非化学键合相互作用可以引导选择性光催化自由基的反应路径，”罗说。

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