年轻科学家开发了廉价而简单的有机合成催化剂体系

从羧基的紧密结合中去除羧基和释放烷基自由基片段是有机合成中最有意义和最有希望的方向之一，特别是在新药合成领域。世界各地的科学家设计了各种催化剂，试图解决这一挑战。来自中国科技大学的年轻科学家向前迈出了一大步，开发了一种廉价而简单的催化剂体系。该研究发表于3月29日的“科学”杂志上。

自由基是多功能和可控的，在有机合成中代表“伟大的神圣”，但它受到羧基的“大山”的压迫。羧酸化合物在我们的生活和工业生产中构成许多熟悉和重要的物质，例如氨基酸，乙酸和醋。从羧酸化合物释放的自由基片段在材料，药物和其它领域中具有很大用途。常规的脱羧方法通常在升高的温度下进行，这产生大量各种未知产物，限制了它们的工业化。

近年来，科学界一直试图利用光催化反应实现脱羧转化，利用光激发电子跃迁，在温和条件下产生自由基碎片，用于化学键断裂和重组。与传统的加热方法相比，光催化具有操作简单，易于控制，节能环保等诸多优点。该光催化体系已成功应用于各种复合功能分子的合成，具有突出的催化合成价值和工业应用潜力。

然而，目前使用的大多数光氧化还原催化剂由贵金属配合物(如铱和钌)组成，或者是具有复杂结构的合成复杂的有机染料。这使得光催化工业系统昂贵，工艺复杂并且难以控制。因此，新型廉价多功能光催化系统的开发已成为未来发展的重要方向。现有的主要类型的光催化系统复杂且昂贵。新催化剂采用新方法将廉价催化剂与羧基结合起来，推动氧化还原反应循环，轻松自如地拯救“自由基”。

所提出的催化体系同时驱动氧化还原循环，简化了光催化体系，降低了光催化剂的成本，突破了传统加热方法的局限，解决了功能化合物和药物合成中残留的过渡金属问题。使用该系统，衍生自各种天然和非天然氨基酸的氧化还原活性酯成功地触发了脱羧偶联反应，具有高效率和克规模生产，表明了工业化的可行性。同时也有望促进光催化技术在重要功能分子生产中的规模化工业化，具有重要的合成化学价值和良好的工业应用前景。中国科学技术大学的研究小组提出了一种基于可见光激发的分子间电荷转移新概念，为有机合成构建催化氧化还原循环。发现了一种简单，易得，高效且非金属的阴离子复合光催化体系，用于羧酸衍生物的脱羧反应。

审稿人高度重视这项工作：“结果很有意思，可以通过引入基于盐，磷化氢和电子受体的三组分体系来开启光氧化还原催化研究的新领域，以获得氧化还原活性络合物，而无需传统的过渡金属或复合染料催化剂。“，”这项工作为我们提供了一个非常有趣的概念;脱羧烷基化是在没有珍贵的过渡金属或有机染料的情况下完成的，这对许多合成化学家来说可能是个好消息。“