多相/均相TiO2/N-羟酰亚胺混合体系中可见光诱导分子氧可控光催化氧化苄基反应

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均相催化和多相催化通常被认为是独立甚至相互对立的学科.本文提出了一种新型的用于分子氧选择性氧化烷基苯的杂多酸/均相混合催化体系.该催化体系由N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI,用于自由基链式反应的均相有机催化剂)和纳米TiO2(多相紫外光活性光氧化催化剂)两种组分组成.NHPI与TiO2的协同作用使光氧化活性从紫外光转移到可见光,并产生邻苯二甲酰亚胺-N-氧基(PINO)自由基.NHPI/PINO催化的自由基链式反应能够在没有额外光输入的情况下进行,从而从根本上提高能源效率.通过控制NHPI/TiO2比率优化产物选择性,进而使烷基芳烃优先形成过氧化氢或酮.“,”Homogeneous and heterogeneous types of catalysis are frequently considered as separate disci-plines or even opposed to each other.In the present work,a new type of mixed het-ero-/homogeneous catalysis was demonstrated for the case of selective alkylarene oxidation by molecular oxygen.The proposed catalytic system consists of two widely available components:N-hydroxyphthalimide (NHPI,a homogeneous organocatalyst for free-radical chain reactions) and nanosized TiO2 (heterogeneous UV-active photoredox catalyst).The interaction of NHPI with TiO2 allows for a shift from UV to visible light photoredox activity and generation of phthalimide-N-oxyl(PINO) radicals that diffuse into the solution where NHPI/PINO-catalyzed free-radical chain reac-tion can proceed without the additional light input providing a fundamental increase in energy efficiency.The NHPI/TiO2 ratio controls the selectivity of oxidation affording preferential formation of hydroperoxide or ketone from alkylarene.
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