噻唑连接的蒽醌基供体-受体共价有机框架通过增强直接氢原子转移与电荷分离实现C(sp3

本研究针对C(sp3)─H键绿色温和氧化难题，开发了具有噻唑连接的TpAQ-TZ COF新型光催化剂。该材料通过协同d-HAT、O2•?和1O2机制，在水相环境中实现93%的苯酞氧化收率，为惰性碳氢键活化提供了可持续解决方案。

　　

在绿色化学领域，设计高效共价有机框架（COF）光催化剂用于温和条件下C(sp³)─H键氧化具有重要意义。研究人员成功合成具有噻唑连接的TpAQ-TZ COF和TpAR-TZ COF材料，通过将1,3,5-三甲酰基苯（Tp）、硫（S₈）与直接氢原子转移（d-HAT）组分（2,6-二氨基蒽醌AQ；2,6-二氨基蒽酮AR）精准组装。令人瞩目的是，TpAQ-TZ COF在非均相条件下表现出卓越光催化活性，实现了苯酞93%的氧化收率——这堪称环境条件下水相体系中C(sp³)─H键光催化氧化的罕见范例。

理论计算揭示其增强的氢原子提取能力源于d-HAT催化位点数量的增加。研究团队进一步通过单体工程，分别用2,4-二羟基-1,3,5-三甲酰基苯（Bd）和2-羟基-1,3,5-三甲酰基苯（Hb）替代Tp，制备了BdAQ-TZ COF和HbAQ-TZ COF。偶极矩计算与飞秒瞬态吸收光谱表明，苯环上羟基数量的增加显著提升了三种COF材料内部的电荷分离效率，这从机理层面解释了TpAQ-TZ COF优异光催化活性的本质。

这项突破性工作开创了在蒽醌基供体-受体COF平台内协同利用d-HAT、超氧阴离子（O₂^•?）和单线态氧（¹O₂）的新策略，为环境友好条件下C(sp³)─H键氧化提供了可持续途径。该研究未报告利益冲突。