2026年03月12日
星期四
近日，安徽大学化学化工学院朱满洲/康熙团队和宣俊团队展开合作，针对短波长光源穿透力不足制约团簇催化光化学反应放大的关键问题，继2024年发表《Journal of the American Chemical Society》（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 23212）之后继续联合攻关，成功发展出具有深红光响应的Au15团簇光催化剂，并揭示了其在飞秒激光和LED光源下的不同激发机制，推动了低能量光催化领域的发展，相关研究成果以“Nanoclusters as Deep-Red Light-Absorbing Photocatalysts for Laser- or LED-Driven Povarov Cyclization”为题发表于《Angewandte Chemie International Edition》（DOI: 10.1002/anie.202519781）。安徽大学2023级博士研究生陈泽乐、朱晨为共同第一作者，安徽大学朱满洲教授、宣俊教授、康熙教授为共同通讯作者，安徽大学为唯一通讯单位。
传统光催化反应依赖于短波长高能量的紫外/蓝光，不仅穿透深度有限，且易受底物或助催化剂竞争吸光的干扰，严重制约了反应规模和效率。相比之下，低能量、散射损耗小的深红光可有效克服上述局限，但兼具深红光吸收能力与高效光氧化还原活性的催化剂极为稀缺，成为该领域发展的核心瓶颈。金属纳米团簇具有原子精确结构和离散电子能级，其宽光谱/长波长吸收特性在光催化有机合成中展现出巨大潜力。特别是部分金属纳米团簇兼具优异的线性与非线性光学性质，既可通过单光子吸收，也可通过多光子连续吸收实现激发态跃迁。这类催化剂在低能量光催化领域的成功应用，有望为大规模合成高附加值有机物开辟全新路径。
针对这一挑战，朱满洲/康熙团队联合宣俊团队创新性地将具有深红光吸收能力的金属团簇应用于飞秒激光或LED光驱动的波瓦罗夫型反应，高效合成出一系列临床药物衍生的三环稠合氮杂环（图1）。机理研究揭示该过程为超氧自由基阴离子参与的光氧化还原催化机制，其中飞秒激光下是双光子激发机制，而LED光下是单光子激发机制。该波瓦罗夫型反应已成功放大至克级规模，并适用于其他多类深红光催化反应。该工作详细探究了金属团簇在深红光催化反应中的具体机制，为低能量光催化在高附加值有机分子合成领域中的应用奠定了基础。
图1. 金属团簇作为高效的深红光催化剂驱动波瓦罗夫型反应。
新闻链接：https://www.ahu.edu.cn/2025/1215/c15059a381386/page.htm
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