光催化被認為是一種有前途的新方法，用于可持續合成活性藥物成分和農用化學品等。在Nature Communications的一篇論文中，阿姆斯特丹大學Van't Hoff分子科學研究所流動化學小組的研究人員現在提出了一種有助于將光催化從實驗室帶到工業的方法。研究人員提出了一種連續流動系統，該系統將微流光反應器與用于光催化劑回收的納濾裝置相結合。

光催化可以直接通過陽光或由可再生電力驅動的LED光驅動化學轉化。因此，它提供了一個機會，使化學工業更具可持續性，減少對化石資源的依賴。然而，光催化劑的成本可能相當高，這通常會阻礙工業對光催化的興趣。

研究人員描述了他們如何將流動化學方法與納濾用于過程中催化劑回收相結合，得催化劑的成本基本上無關緊要，這將是光催化應用于工業應用的重要一步。

光催化氫原子轉移(HAT)過程是眾多研究的對象，展示了均相光催化劑十鎢酸四丁基銨(TBADT)對于C(SP3)-H鍵功能化的潛力。然而，為了將這些研究轉化為大規模的工業過程，需要仔細考慮催化劑的負載、成本和去除。

阿姆斯特丹大學Timothy No?l等提出了有機溶劑納濾(OSN)作為解決方案，以減少TBADT的消耗，增加其周轉次數，并降低其在產品溶液中的濃度，從而實現大規模的光催化HAT轉換。

作者優化了用于在乙腈中回收TBADT的合適膜的操作參數。連續的光催化C(sp3)-H烷基化和胺化反應通過兩個OSN步驟與在線TBADT回收一起進行。

在線催化劑循環反應中觀察到的產物產率與使用原始TBADT進行的反應的產率相當，因此強調不僅催化劑回收(> 99%，TON > 8400)是可能的，而且它不會以犧牲反應性能為代價。

圖1、基于多級納濾的連續流系統用于TBADT回收的流程圖.（EWG：吸電子基團，BPR：背壓調節劑。

圖2、在線 TBADT 回收的重要性

參考文獻:

Wen, Z., Pintossi, D., Nu?o, M. et al. Membrane-based TBADT recovery as a strategy to increase the sustainability of continuous-flow photocatalytic HAT transformations. Nat Commun 13, 6147 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-33821-9

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33821-9