Grenzflächen‐Synergie zwischen Mn und Kohlenstoffnitrid ermöglicht die selektive photokatalytische C–H‐Chlorierung mittels Einzelatomkatalyse
Einzelatom‐Photokatalysatoren bieten eine strukturell definierte Plattform zur Verknüpfung homogener und heterogener Katalyse; ihre Anwendung bei selektiven C–H‐Funktionalisierungen ist jedoch bislang begrenzt. In dieser Arbeit berichten wir über einen auf Mangan basierenden Einzelatom‐Photokatalysator (Mn@f‐g‐C 3 N 4 ), der aus atomar dispergierten Mn–N x ‐Zentren besteht, die auf einem arylamino‐funktionalisierten graphitischen Kohlenstoffnitridträger verankert sind. Durch Bandlücken‐Engineering wurde die Absorption sichtbaren Lichts verbessert und ein robuster, rezyklierbarer Photokatalysator für die selektive, durch sichtbares Licht angetriebene C(sp 2 )–H‐Chlorierung von Arenen und Heteroarenen unter milden Bedingungen erhalten. Mechanistische Untersuchungen stützen einen Zwei‐Zentren‐Reaktionsweg, der am Kohlenstoffnitridträger initiiert und am Mn‐Zentrum fortgeführt wird. Die Photoanregung des Kohlenstoffnitridträgers löst einen Einzelektronentransfer auf das Chlorierungsreagenz N‐Chlorsuccinimid aus, wodurch eine reaktive Cl‐Spezies entstehen und definierte Mn–Cl‐Intermediate gebildet werden. Der Chlortransfer auf das Arensubstrat erfolgt über ein Cyclohexadienylradikal‐Intermediat, gefolgt von Oxidation und Deprotonierung zum chlorierten Produkt. Das Zusammenwirken von Mn‐Atom und Träger unterdrückt unselektive freiradikalische Chlorierungswege und erzwingt eine auf die Oberfläche begrenzte Selektivität.
Cite this item
Vanderghinste, J., Sahoo, P. K., Wu, X., Vuong, T. H., Rokicińska, A., Monti, S., Barcaro, G., Skorynina, A. A., Jaworski, A., Michaelis, V., Rabeah, J., Bornhorst, J., Simonelli, L., Kuśtrowski, P., Slabon, A., Dyson, P. J., & Das, S. (2026). Grenzflächen‐Synergie zwischen Mn und Kohlenstoffnitrid ermöglicht die selektive photokatalytische C–H‐Chlorierung mittels Einzelatomkatalyse. Angewandte Chemie, Article e5772245. https://doi.org/10.1002/ange.5772245
Click Copy to copy the citation, or select the text manually.
Angewandte Chemie - 2026 - Vanderghinste - Grenzfl chen‐Synergie.pdf
Main Document
Published version
openaccess
CC BY
2.41 MB
Adobe PDF
693572b4165b9cac2de7266232a69e53