氢原子转移（HAT）反应广泛应用于天然化合物合成、催化反应当中。传统的氢原子转移反应所用的氢源包括氢气、醇和金属氢化物等等。但是使用它们往往需要苛刻的反应条件，而且存在一定的风险，所以科学家们一直在探索更加绿色高效的氢源。水作为最常用、安全的液体，本是绿色氢源的不二之选，但因其非常高的热稳定性，在温和条件下难以解离并为反应供氢，以水供氢而完成的氢转移反应仍是一项具有挑战性的课题。
羟基碳氮活化水供氢的示意图
近日，作者构造了一种表面修饰羟基化的石墨相氮化碳的光催化剂，实现在可见光下驱动水的氢原子转移反应新方法。本工作通过研究gCN-OH解离水的过程，证实了石墨相氮化碳的表面羟基化是一种降低水活化能的有效途径。该方法用水替代了传统氢原子转移反应的供氢体，例如：氢气、醇类化合物、金属氢化物等等，克服了反应条件苛刻的局限性。gCN-OH在可见光照射下可高选择性地实现硝基苯的N-N偶联，苯甲醛的pinacol型C-C偶联以及溴苄的脱卤C-C偶联反应。并且gCN-OH具有持久的稳定性能、较高的量子效率，从而为染料、电子和制药行业提供了一种绿色、清洁、环境友好的合成策略。
该成果最近发表于Angewandte Chemie International Edition，论文的通讯作者是苏州大学能源学院苏韧教授和天津大学-新加坡国立大学福州联合学院的Tingbin Lim教授，第一作者是苏州大学博士研究生张东升，第三作者是苏州大学2138cn太阳集团古天乐本科生刘悟雯。本研究工作得到了北京中科合成油技术股份有限公司的大力支持。
论文DOI： 10.1002/anie.202204256