电化学为中性溶液中通过光催化方法进行的单电子还原反应提供了借鉴性，能够避免一些价格昂贵光催化剂的应用，目前麻省理工学院Stephen L. Buchwald、Klavs F. Jensen等报道一种微流化学中性电催化还原策略（μRN-eChem），实现了对单电子化学反应的扩展。具体的，该反应中对自由基交叉偶联、Minisci反应、Ni催化C(sp²)-O交叉偶联反应进行拓展，该微流反应器中分别在阳极、阴极上反应生成反应中间体物种，并通过在微流反应器中产生的中间体快速扩散进行反应，通过快速的扩散和反应抑制了电极上生成中间体的分解。克级反应实验结果显示，本方法能够有效的合成向列相液晶化合物，展示了本方法的实用性。

本文要点：

（1）

微流反应器。通过玻碳作为电极，通过532 nm激光构建不同电极距离（25~500 μm）的流动相反应器。作者通过4,4'-联苯二甲腈自由基（BPDN）作为模型分子，测试了与正己酸、苯甲酰基甲基乙酸之间的反应效果随着不同电极距离变化情况，对微反应器的结构进行优化。结果显示当电极具体增加，产率明显降低。作者发现当电极距离为25 μm时，偶联反应的效果较好。

（2）

反应优化和底物拓展。在25 μm的流动相电反应器优化反应情况，发现当使用Bu₄NOH作为碱，MeCN作为溶剂，以6倍羧酸作为反应物，有较好的反应性。作者发现，这种微流动相反应器能对脂肪酸有较好的兼容性（在光反应条件中，其烷基自由基能量较高，通常难以兼容），对苯丙酸、3-庚基甲酸、环戊基甲酸、Boc-N杂环己基甲酸等脂肪酸以49~66 %的产率进行偶联反应。苄基羧酸、萘普生（Naproxen）等分别以65 %和73 %进行反应。苯甲酰基修饰的α-氨基酸经由制备α-胺基酸自由基作为反应物，在制备苄基酰胺中同样在本反应中能够实现（产率~70 %）。

除了对硼酸作为偶联反应剂，该电催化策略同样在对二氰基苯和有机芳胺、烷基硼氟酸的偶联反应。该微流反应器对其他种类的催化反应同样兼容，作者测试了硫醇催化的烯丙基芳基化反应，Minisci加成反应，Ni催化C-O交叉偶联反应，发现都能够很好的进行。

参考文献

Yiming Mo, Zhaohong Lu, Girish Rughoobur, Prashant Patil, Neil Gershenfeld, Akintunde I. Akinwande, Stephen L. Buchwald*, Klavs F. Jensen*

Microfluidic electrochemistry for single-electron transfer redox-neutral reactions, Science 2020

DOI：10.1126/science.aba3823

https://science.sciencemag.org/content/368/6497/1352.full