A Unique Fe–N4 Coordination System Enabling Transformation of Oxygen into Superoxide for Photocatalytic CH Activation with High Efficiency and Selectivity

乙苯 苯乙酮 光化学 光催化 材料科学 吸附 选择性 激进的 密度泛函理论 无机化学 催化作用 化学 有机化学 计算化学
作者
Xudong Xiao,Zhoushilin Ruan,Qi Li,Liping Zhang,Huiyuan Meng,Qun Zhang,Hongliang Bao,Baojiang Jiang,Jing Zhou,Chuanyu Guo,Xiaolei Wang,Honggang Fu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (27) 被引量:86
标识
DOI:10.1002/adma.202200612
摘要

Selective oxidation of CH bonds is one of the most important reactions in organic synthesis. However, activation of the α-CH bond of ethylbenzene by use of photocatalysis-generated superoxide anions (O2•- ) remains a challenge. Herein, the formation of individual Fe atoms on polymeric carbon nitride (CN), that activates O2 to create O2•- for facilitating the reaction of ethylbenzene to form acetophenone, is demonstrated. By utilizing density functional theory and materials characterization techniques, it is shown that individual Fe atoms are coordinated to four N atoms of CN and the resultant low-spin Fe-N4 system (t2g6 eg0 ) is not only a great adsorption site for oxygen molecules, but also allows for fast transfer of electrons generated in the CN framework to adsorbed O2 , producing O2•- . The oxidation reaction of ethylbenzene triggered by O2•- ions turns out to have a high conversion rate of 99% as well as an acetophenone selectivity of 99%, which can be ascribed to a novel reaction pathway that is different from the conventional route involving hydroxyl radicals and the production of phenethyl alcohol. Furthermore, it possesses great potential for other CH activation reactions besides ethylbenzene oxidation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
幸福笑天完成签到 ,获得积分10
刚刚
科研通AI5应助拾伍采纳,获得10
1秒前
小白白应助fanyi采纳,获得10
2秒前
2秒前
小罗黑的发布了新的文献求助10
2秒前
背后采梦完成签到,获得积分10
3秒前
zuo发布了新的文献求助10
4秒前
彭于彦祖应助samaelchat采纳,获得20
4秒前
hefang完成签到,获得积分10
4秒前
伍六七完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
科研通AI6应助狂野如波采纳,获得10
5秒前
muxi暮夕发布了新的文献求助10
5秒前
宋雨晴完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
天天快乐应助黑魔仙采纳,获得10
7秒前
Ahan发布了新的文献求助10
7秒前
汉堡包应助yyyjx采纳,获得10
7秒前
顺利秋灵完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
小贝完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
内向翰完成签到,获得积分10
10秒前
long完成签到,获得积分10
11秒前
默默蓝完成签到,获得积分20
11秒前
aoaoao发布了新的文献求助10
12秒前
小二郎应助研一采纳,获得10
13秒前
兔子发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
木子完成签到 ,获得积分10
15秒前
nanan完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
研友_VZG7GZ应助冰阔罗采纳,获得30
17秒前
17秒前
123发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
深情安青应助学术机器1采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
Narrative Method and Narrative form in Masaccio's Tribute Money 500
Aircraft Engine Design, Third Edition 500
Neonatal and Pediatric ECMO Simulation Scenarios 500
苏州地下水中新污染物及其转化产物的非靶向筛查 500
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4758671
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4100535
关于积分的说明 12687803
捐赠科研通 3815382
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2106317
邀请新用户注册赠送积分活动 1130968
关于科研通互助平台的介绍 1009320