微流体电催化平台，成功实现合成自由基化学应用大突破

6月19日，国际著名学术期刊《Science》发表了江苏师范大学化学与材料科学学院刘建全博士与KTH-瑞典皇家理工学院有机化学系Markus D. Kärkäs博士合作撰写的题为“Closing the Radical Gap inChemical Synthesis” perspective文章（Science 2020, 368, 1312-1313 ），文章对光催化、电催化以及微流体电催化平台（µRN-eChem）进行了评述和推荐。刘建全博士为该文章的第一作者，Markus D. Kärkäs博士为该文章的通讯作者，江苏师范大学为该文章的第一署名单位。

随着现代经济的高速发展，能源消耗日益增大，传统的化石资源接近枯竭，环境污染及生态恶化问题等日渐严重。发展更实用的可持续性的合成方法和技术，一直是有机化学家面临的重大挑战。

合成自由基化学的复兴推动了光催化和电催化在当代有机合成中的应用。光催化和电催化的发展，使得自由基化学反应不可控制的观念逐渐发生转变。在光催化和电催化中，克服了反应分子预活化的障碍，光子能量和电极之间的势能即可以驱动自由基的形成，反应分子之间电子转移相互平衡，最终以自由基偶联的方式构建复杂分子。但是，它们之间也存在着显著的差异，即氧化还原反应位点之间的空间分隔。这种区别导致了反应在两个催化平台下存在着固有的局限性，例如逆电子转移与光催化反应相互竞争以及半衰期短自由基物种在电催化中无法形成产物。

Yiming Mo等发展的微流体电催化平台成功解决了电催化平台存在的局限性。他们通过拉近阳极和阴极的距离来减少电极之间的间隙，进而减少了电极间氧化还原介质的扩散时间，增加了电极与溶液物质之间电荷转移，最终增强了不稳定自由基之间的偶联传递。目前，微流体中性氧化还原电化催化平台在Minisci型反应以及镍催化C(sp²)-O交叉偶联反应中呈现出了较好的效果。

论文链接：https://science.sciencemag.org/content/368/6497/1312