将光催化引入到苄基C(SP³)-H氧化反应中，是有机合成可持续发展的最新进展。尽管光生载流子能够在温和的条件下激活C(SP³)-H键，然而其反应规模和活性仍然受到光活化效率的严重阻碍。

近日，中科院福建物构所曹荣研究员，Shuiying Gao报道了一种有效的V₂O₅@CN光催化模型，用于可见光介导的甲苯的好氧氧化，该光催化模型依赖于CN上的两个光氧化还原苄基C(sp³)-H键和O₂活化步骤。

文章要点

1）与单独的CN（7.4％）和V₂O₅（<0.1％）相比，1.0％的V2O5@CN可以显著提高甲苯的转化率，达到86.3％，同时可重复使用至少四个催化循环，以及可扩展的长期反应（144 h）。

2）研究发现，V₂O₅的引入改善了CN的载流子分离和空穴氧化性能，因此有效促进了苄基C(SP³)-H键的光活化，从而显著提高了光催化活性。EPR实验研究表明，·CH₂Ph、·O₂^-和·OH反应中间体参与了甲苯的氧化反应，反应后期生成的·OH物种导致苯甲醛被进一步氧化。

参考文献

J. Li, B. Ren, X. Yan, P. Li, S. Gao, R. Cao, Visible-Light-Mediated Aerobic Oxidation of Toluene via V2O5@CN Boosting Benzylic C(sp3)–H Bond Activation, Journal of Catalysis (2021)

DOI：10.1016/j.jcat.2021.01.002

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.01.002