Solvent-free, visible-light photocatalytic alcohol oxidations applying an organic photocatalyst

Abstract

A method for the solvent-free photocatalytic conversion of solid and liquid substrates was developed, using a novel rod mill apparatus. In this setup, thin liquid films are realized which is crucial for an effective photocatalytic conversion due to the low penetration depth of light in heterogeneous systems. Several benzylic alcohols were oxidized with riboflavin tetraacetate as photocatalyst under blue light irradiation of the reaction mixture. The corresponding carbonyl compounds were obtained in moderate to good yields.

Mechanochemie gasförmiger Reaktanten

“…Durch eine ¾nderung des Maßstabes der mechanochemischen Reaktion, wobei das Mahlbechervolumen (12 mL) konstant gehalten wurde,f anden die Autoren heraus,dass der Umsatz und die Ausbeute proportional zur Menge an gasfçrmigen Sauerstoff waren, der im Mahlbecher verfügbar war (Abbildung 7). [69,70] Kontrollexperimente unter einer Inertatmosphäre aus Argon ver- Diese Limitierung wurde kürzlich durch die Anwendung von transparenten Polymethylmetacrylat(PMMA)-Behältern oder Glasreaktoren überwunden.…”

“…Diese Limitierung wurde kürzlich durch die Anwendung von transparenten Polymethylmetacrylat(PMMA)-Behältern oder Glasreaktoren überwunden. [68][69][70][71] Diese neuen Aufbauten erlauben die Entwicklung von photokatalysierten, mechanochemischen Reaktionen, fürd ie molekularer Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet werden kann, um die organischen Photokatalysatoren wie Riboflavintetraacetat oder Eosin Yz ur egenerieren (Schema 10). [69,70] Kontrollexperimente unter einer Inertatmosphäre aus Argon ver- [72] N 2 , [68,73] CO 2 oder anderer.…”

“…[68][69][70][71] Diese neuen Aufbauten erlauben die Entwicklung von photokatalysierten, mechanochemischen Reaktionen, fürd ie molekularer Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet werden kann, um die organischen Photokatalysatoren wie Riboflavintetraacetat oder Eosin Yz ur egenerieren (Schema 10). [69,70] Kontrollexperimente unter einer Inertatmosphäre aus Argon ver- [72] N 2 , [68,73] CO 2 oder anderer. [74,75] Die Ansammlung dieser Moleküle im Mahlbecher fçrdert einen fortschreitenden Druckaufbau, der genutzt werden kann, um kinetische Studien des Reaktionsverlaufes, durch Anwendung fortgeschrittener Mahlaufbauten zur Drucküberwachung,d urchzuführen.…”

Organic Synthesis without Conventional Solvents

“…[71][72][73][74] In contrast to photochemistry, the application of visible-light absorbing photocatalysts avoids the irradiation with high-energetic UV light, which can lead to decomposition of the substrate or undesired side-reactions. [83] Figure 2. [81,82] Most photocatalytic syntheses are performed in solution.…”

“…[75] A variety of metal-containing and metal-free photocatalysts with well-known redox potential and spectroscopic properties is available and has been used for various transformations, for example the oxidation, [76] reduction, [77] and amination, [78] of aromatic compounds, C-C couplings, [77,79,80] and cycloadditions. [83] Further approaches regarding photocatalysis in the solid state (to combine mechanochemistry and photocatalysis) apply eosin Y as a photocatalyst, namely in the borylation of aryl diazonium salts [84] and the oxidation of diphenylacetylene to benzil in the presence of 4-chlorothiopenol. The solvent enables diffusion of the substrate and the catalyst and thereby the transfer of energy and electrons.…”