EurJOC：光催化协同的双催化系统在有机合成中的发展及应用

近年来，将可见光催化与不对称催化相结合的协同催化以有效组装手性分子是一个有趣且具有挑战性的领域。这种协同催化方式不仅结合了各单一催化剂的优点，更重要的是，它可以表现出单独使用任何一种催化剂都无法实现的新反应性，也因此让人们在引入不对称性方面有了更多的思考。到目前为止，化学家们已经开发了许多成功的催化系统。其中，将非手性光敏剂与手性有机催化剂结合以实现协同或中继催化已被广泛认为是一种有吸引力且有效的策略。然而，这些二元催化体系中的大多数依赖手性胺作为有机催化剂来有效控制立体选择性。相比之下，用于不对称可见光光催化的其他类型手性有机催化剂（例如卡宾、硫脲、生物碱）的催化体系仍在开发中。

最近，南洋理工大学Tan Choon-hong（陈俊丰）教授携浙江工业大学叶欣艺教授发表了一篇综述性文章。这篇综述总结了自2016年以来该主题的一些研究进展，内容主要包括将光氧化还原活化与酸或碱催化剂相结合的双催化系统（图1），这篇文章主要分为四个部分讨论，分别是光催化与Lewis acid/base catalysis (LA/LB) 、Brønsted acid/base catalysis (BA/BB)的协同催化。

图1. 光氧化还原活化与酸或碱催化剂相结合系统的发展

路易斯酸催化剂（LA）可以与光氧化还原催化剂结合以增强底物的氧化还原活性，或者，它与自由基抗衡离子强结合，抑制了从底物的自由基离子到光催化剂的反向电子转移，从而提高了整体光催化活性；与LA相比，路易斯碱催化（LB）的使用较少，LB的使用可以拓宽新催化模式的可能性，无论是通过双重活化还是通过双功能催化；自2000年代初以来，布朗斯台德酸 (BA) 催化发展迅速，与通常原位生成并直接使用的LA相比，BA本身就充当催化剂，并且它们通常对水和氧气稳定，此外，它们具有潜在的可回收性和可循环性；布朗斯台德碱（BB）的不对称催化反应已成为构建光学纯立体化合物的有力策略，然而惰性质子的活化是该领域的主要挑战。近年来，双催化模式的出现有效地解决了这一pKa势垒，大大拓宽了底物范围（图2）。

图2. 双系统催化的应用

经过近一个世纪的光化学艰苦研究，科学家们成功地将绿色、可持续的可见光用作强大的合成工具。可见光催化协同不对称催化的出现，使得更多新颖的反应和催化模式不断涌现，将光催化领域推向了另一个高潮。然而，用于不对称可见光光催化的其他类型手性有机催化剂（如卡宾、硫脲、生物碱）的一些催化体系尚未得到很好的开发，其催化效果仍值得期待。

论文信息

Advanced Synthesis Using Photocatalysis Involved Dual Catalytic System

Fenfen Guo, Prof. Hong Wang, Prof. Xinyi Ye, Prof. Choon-Hong Tan

European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202200326