「国家杰青」燕红领衔！南京大学芦昌盛/涂德双JACS | 基于LMCT与HAT协同光催化的碳硼烷簇直...

主要观点总结

本文报道了一种光诱导铁催化平台，通过配体-金属电荷转移（LMCT）与氢原子转移（HAT）的协同，实现碳硼烷直接、氧化还原中性的B-H官能化。该方法利用廉价易得的FeCl3在温和条件下产生氯自由基，继而介导B-HHAT过程。该通用方案可实现多样化的B-H衍生化，包括烷基化、肼化、硫醇化和杂芳基化。其合成实用性通过放大合成、产物简便后修饰及一步构建碳硼烷基发光材料得到验证。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景与意义

碳硼烷的B-H键官能化是硼簇化学的重要目标，具有巨大的潜力。然而，由于B-H键的高惰性和高键解离能，使其成为一项艰巨的挑战。本工作开辟了新的碳硼烷B-H活化途径——自由基路径，具有原子经济、步骤高效、氧化还原中性的特点。

关键观点2: 研究成果

作者提出了一种光诱导铁催化平台，实现了二十面体碳硼烷B-H的直接多样化官能化。利用LMCT机制，通过廉价易得的FeCl3在温和条件下产生氯自由基，实现B-HHAT。该方法不仅高效获得碳硼烷B-H烷基化产物，还展示了模块化构建碳硼烷外球B-S、B-N及B-C(sp 2 )键的通用性，并可一步合成新型碳硼烷基发光材料。

关键观点3: 研究亮点

本工作的亮点在于将LMCT与HAT策略结合，实现了碳硼烷B–H键的直接活化，无需预官能化即可高效生成硼中心碳硼烷自由基。此外，该方法步骤经济、原子经济，避免了贵金属和化学氧化剂的使用。

关键观点4: 应用前景

该方法可一步构建传统C–H官能化难以获得的B–C、B–N、B–S、B–Se键，为碳硼烷药物、含硼聚合物、中子俘获治疗剂、固态电解质和发光材料的快速制备提供了通用平台。此外，该方法在OLED、传感与生物成像等领域具有潜在的应用价值。