光催化异构化合成含吸电子取代基顺式烯烃研究

doi:10.6023/cjoc202505010

有机化学 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (12): 4390-4397.DOI: 10.6023/cjoc202505010 上一篇下一篇

研究论文

光催化异构化合成含吸电子取代基顺式烯烃研究

林如海, 毛伟^*(), 涂东怀, 董兴宗, 马辉, 吕剑^*()

西安近代化学研究所氟氮化工新材料全国重点实验室氟氮化工新材料全国重点实验室西安 710065

收稿日期:2025-05-08 修回日期:2025-06-12 发布日期:2025-07-17
通讯作者: 毛伟, 吕剑
基金资助:
国家自然科学基金(22072112); 中央引导地方科技发展资金(2022ZY2-JCYJ-02); 陕西省重点研发计划(2021ZDLGY13-09)

Synthesis of cis-Alkene with Electron-Withdrawing Groups via Photocatalytic Isomerization

Ruhai Lin, Wei Mao^*(), Donghuai Tu, Xingzong Dong, Hui Ma, Jian Lü^*()

State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemical, Xi'an Modern Chemistry Research Institute, Xi'an 710065

Received:2025-05-08 Revised:2025-06-12 Published:2025-07-17
Contact: Wei Mao, Jian Lü
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22072112); Central Guidance for Local Technology Development Funds(2022ZY2-JCYJ-02); Shaanxi Key Research and Development Program(2021ZDLGY13-09)

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摘要/Abstract

报道了一种光催化异构化合成含吸电子取代基顺式烯烃方法. 该方法以Ir(ppy)₃为光敏剂、365 nm紫外光为激发光源, 通过光催化异构化反应合成含吸电子取代基顺式烯烃. 该方法具有反应条件温和、过程安全、选择性高、底物适用范围较广等优点, 为光催化异构化合成顺式烯烃提供思路.

关键词: 顺式烯烃, 光催化异构化, 光敏剂

A method for the photocatalytic isomerization synthesis of cis-olefins containing electron-withdrawing groups is reported. The target cis-alkene was synthesized via photocatalytic isomerization using Ir(ppy)₃ as the photosensitizer and 365 nm UV light as the excitation source. This method features mild reaction conditions, high safety, great selectivity, and broad substrate applicability, providing a valuable strategy for the photocatalytic isomerization synthesis of cis-olefin.

Key words: cis-alkene, photocatalytic isomerization, photosensitizer

引用此文

林如海, 毛伟, 涂东怀, 董兴宗, 马辉, 吕剑. 光催化异构化合成含吸电子取代基顺式烯烃研究[J]. 有机化学, 2025, 45(12): 4390-4397.

Ruhai Lin, Wei Mao, Donghuai Tu, Xingzong Dong, Hui Ma, Jian Lü. Synthesis of cis-Alkene with Electron-Withdrawing Groups via Photocatalytic Isomerization[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2025, 45(12): 4390-4397.

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图/表 10

图1. 含吸电子取代基顺式烯烃的合成

Figure 1. Synthesis of cis-alkenes with electron-withdrawing substituents

图2. 不同光敏剂的紫外-可见吸收光谱

Figure 2. UV-Vis absorption spectra of different photosensitizers

图3. 不同光敏剂的氧化电位图

Figure 3. Redox potential diagram of different photosensitizers

Photosensitizer	λ/nm	Conversion rate/%/%
Riboflavin	365	34.9
Riboflavin	455	33.2
Ir(ppy)₃	365	59.3
Ir(ppy)₃	455	51.8
Eosin Y	365	25.1
Eosin Y	455	20.3
Riboflavin	365	38.7
Riboflavin	455	35.1
Ir(ppy)₃	365	67.2
Ir(ppy)₃	455	60.3
Eosin Y	365	24.9
Eosin Y	455	20.1

表1. 光催化异构化合成顺式-β-三氟甲基苯乙烯及其衍生物a,b

Table 1. Photocatalytic isomerization synthesis of cis-β-trifluo- romethylstyrene and its derivatives

图4. 底物结构对光催化异构化反应的影响

Figure 4. Influence of substrate structure on photocatalytic isomerization

Compd.	S₀/a.u.	T₁/a.u.	Excited energy barrier/(kJ•mol^－1)
Ir(ppy)₃	－2518.7198827	－2518.6319118	230.96
Riboflavin	－1330.7519889	－1330.72582644	208.76
Thioxanthone	－973.8742644	－973.7974316	201.72
Eosin Y	－11440.2303443	－11440.1591998	186.79

表2. 光敏剂的激发能垒

Table 2. Excited energy barrier of photosensitizers

Compd.	S₀/a.u.	T₁/a.u.	Excited energy barrier/(kJ•mol^－1)
1a	－646.9630444	－646.867191653	251.66
3a	－761.5343183	－761.444961102	234.61
5a	－514.3580475	－514.283814466	194.90
6a	－2883.3464238	－2883.25594811	237.54
7a	－875.4448938	－875.307474280	360.79
8a	－753.0124878	－752.867234534	381.36
13a	－1059.3803693	－1059.25534541	328.25
14a	－1173.9495601	－1173.82929702	315.75

表3. 底物的激发能垒

Table 3. Excited energy barrier of substrates

图5. 光敏剂的能级分布图

Figure 5. HOMO-LUMO level alignment diagram of photosensitizers

图6. 底物的能级分布图

Figure 6. HOMO-LUMO level alignment diagram of substrates

图7. 底物的静电势图

Figure 7. Electrostatic potential map of the substrates

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Synthesis of cis-Alkene with Electron-Withdrawing Groups via Photocatalytic Isomerization

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