JACS：Fe催化甲烷有氧羰基化合成乙酸

JACS：Fe催化甲烷有氧羰基化合成乙酸    

配体到金属电荷转移（LMCT）催化范式与自由基中间体的整合改变了惰性碳氢键的选择性功能化，促进了非贵金属催化剂在苛刻转化中的使用。值得注意的是，由于甲基自由基的快速氧化，甲烷的有氧C-H羰基化到乙酸仍然是难以实现的过程，容易产生不希望生成的C1氧化衍生物。           

有鉴于此，中国科学院上海有机所左智伟研究员、匹斯堡大学刘鹏教授等提出了一种利用LMCT的三联吡啶铁催化剂，通过协同光激发、甲基自由基生成和羰基化实现了优异的C2/C1选择性。           

本文要点：

1）这项研究开发一种高选择性的光催化甲烷有氧羰基化反应的策略。在室温LED光照射，Fe催化剂具有既能产生·CH3以及随后捕获·CH3的优异能力，克服了甲烷的快速有氧氧化，实现了羰基化反应的特殊选择性。

重要的是，通过光诱导Fe-LMCT体系和自由基-金属组合的策略，有可能不断提高温和条件的开壳催化转化的机会。           

2）这项机理展示了Fe(II)和铁羰基配合物通过自由基反弹路径反应，这种反应过程避免了甲基自由基氧化的关键问题，在甲烷的有氧羰基化反应中取得前所未有的反应效率。    

参考文献

Hui Pan, Qing An, Binh Khanh Mai, Yuegang Chen, Peng Liu*, and Zhiwei Zuo*, Iron-Catalyzed Aerobic Carbonylation of Methane via Ligand-to-Metal Charge Transfer Excitation, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c16449

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c16449

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