结果与讨论1。3l-BODIPY的催化性能
Scheme 2。 化合物3的形成过程
改变底物2的种类分别与化合物1在化合物b的催化下反应,得到一系列化合物(3a-3l),反应结果见下图Scheme 3:
Scheme 3。 改变底物2的种类分别与化合物1得到的一系列产物
本实验通过改变底物2的种类分别与化合物1运用可见光在化合物b催化下反应,所得到的一系列产物都有较高的产率,产率都在75%以上,最高产率也达到87%。可见通过以BODIPY为光敏剂的可见光催化[3 + 2]环加成反应是可行的,且有较好的催化性能。
以上实验可能依靠的反应机理Scheme 4。 3l-BODIPY催化[3 + 2]环加成反应可能的反应机理
光敏剂3l-BODIPY经过光照到激发态,从底物化合物1中的氮原子上的孤对电子中,夺取一个单电子,形成3l-BODIPY自由基阴离子,化合物1转化为自由基阳离子。而后3l-BODIPY自由基阴离子将携带的单电子转移给空气中的氧气分子,形成超氧自由基阴离子。超氧自由基阴离子在与前面产生的化合物1自由基阳离子上的活泼C-H键反应,夺取其氮邻位上的活泼氢离子,同时形成化合物Ⅱ,再与羰基邻位上活泼C-H键反应,夺取羰基邻位上的C-H键上的氢核,形成化合物Ⅲ。此时化合物Ⅲ可以做为[3 + 2]环加成反应的底物,与另一个底物发生[3+2]环加成反应。
结论
我们研究了利用3I-BODIPY做为光敏剂在可见光下催化有机[3+2]环加成反应的可行性,结果表明该反应有较好的产率,产率都在75%以上,最高可达87%。说明以3I-BODIPY为光敏剂在可见光下催化串联反应是可行的,且有较高的催化活性,这无疑是对现今热门的光催化还原有机串联反应比传统逐步反应更高效可行的又一个有力的证明。可以预见,光催化串联反应必将是以后合成化学的主题,在这个化石燃料的枯竭和不可再生是化工行业,我们可以利用光催化串联反应更节能、更环保、更高效的得到我们想要的一些化合物。