现代化学正积极探索可持续工艺,力求降低能耗并减少浪费。光催化作为一种利用光促进化学反应的方法,为传统侵蚀性方法提供了替代方案。然而,现有光催化剂多存在不易回收、依赖高能量光源等问题,限制了其大规模应用。生物化学与分子材料研究中心(CiQUS)的研究人员,开发出一种创新方法,该方法结合红光与可回收固体催化剂,为化学反应提供清洁高效的解决方案。

研究人员聚焦于共价有机框架(COF),这种多孔晶体材料由有机结构单元组装而成,结构类似“分子乐高”。COF材料完全有机,具有可调性、稳定性和光收集能力。研究团队设计的COF包含光活性分子片段,能够高效吸收红光并生成活性物质,触发化学反应。作为固体材料,该催化剂可轻松回收并重复使用至少六次,活性无损,优于传统均相体系。
为验证方法潜力,研究人员将新型COF应用于苯胺C–H键磺酰化模型反应,该反应生成的砜是众多药物和生物活性化合物的重要结构单元。研究显示,该系统在最少催化剂用量和温和条件下,实现了广泛底物的高效转化。这一成果得益于CiQUS内部团队的紧密合作,一个团队提供有机合成和光催化专业知识,另一个团队专注COF设计和合成。
该研究成果已发表在《美国化学会志》上,为COF在可持续红光光催化领域的应用开辟了新道路,对有机合成及生物医学等领域具有潜在影响。









