在温和的条件下，开发新的光催化剂用于O₂高选择性氧化C-H键是一项巨大挑战。

近日，河南大学李明雪教授，韩秋霞副教授报道了通过溶剂热法，首次合成了一种K₆(H₂O)₈H₂₄(C₂₆H₁₆N₄O₄)₈[P₆W₄₈Fe₆O₁₈0]·6H₂O（铁取代的三聚Dawson衍生物）以及光敏剂N，N‘-双(4-吡啶甲基)萘二酰亚胺（DPNDI）组成的新型杂化化合物（FeW-DPNDI）。

文章要点

1）在FeW-DPNDI中，[P₆W₄₈Fe₆O₁₈0]₃₀^-和DPNDI通过阴离子·…π相互作用和C-H···O氢键在三维骨架中有序排列，有利于促进组元间的电子转移。FeW-DPNDI是一种典型的n型半导体，其最高占据分子轨道（HOMO）的能级为2.22 V，最低空分子轨道（LUMO）的能级为-0.57 V，这对于将O₂还原为O₂^·-在理论上是可行的，因为CB的电位比标准氧化还原电位（E(O₂^·-/O₂)=-0.33V vs .NHE）更负。

2）当相对湿度为98%、温度为358 K时，FeW -DPNDI的质子电导率为2.0×10^-4 S·cm^-1，在温和条件下对甲苯顽固C-H键的光催化氧化生成苯甲醛表现出特殊的选择性。此外，FeW-DPNDI可以很容易地从产品中分离出来并重复使用。

FeW-DPNDI是首个铁取代Dawson衍生物修剪剂的研究，也是第一个用于在白光照射下活化甲苯C-H键的杂化POM。

J. Li, J. He, C. Si, M. Li, Q. Han, Z. Wang, J. Zhao, Special-selective C–H oxidation of

toluene to benzaldehyde by a hybrid polyoxometalate photocatalyst including a rare [P₆W₄₈Fe₆O₁₈0]₃₀– anion, Journal of Catalysis (2020)

DOI：10.1016/j.jcat.2020.10.013

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.10.013