还原反应是化学工业中最常用的反应之一，对酮或烯烃的还原是有机化学中一个具有吸引力和挑战性的任务，尤其在精细化学品、香料、医药、维生素和功能材料等领域中得到广泛应用。然而，传统的还原方法通常需要使用不可再生的金属催化剂（如钯、铑、铱）和具有潜在危险的氢气，这导致了环境、经济和安全等方面的问题，因此需要发展一种更加环保、绿色、经济和安全的还原方法。
最近，我组张亚会博士、毕策等报道了一种在乙腈(CH3CN)/四氢呋喃(THF)混合溶剂中，电化学还原二芳基酮或芳基烯烃的方法。该方法不需要外加金属催化剂和化学还原剂，在非金属催化的条件下，以乙腈作为主要的质子供体、N,N-二异丙基乙胺（DIEA）作为添加剂，实现了二芳基酮和芳基烯烃的电化学脱氧还原。该方法具有高的产率，良好的底物扩展性，各种取代基的二芳基酮和芳基烯烃化合物都能被高效还原。详细的机理研究表明这是一个典型的自由基反应，揭示了乙腈在电化学反应中扮演了溶剂、质子供体、反应物等多种作用。进一步克级实验的高产率表明这种电化学方法具有潜在的工业应用前景。
相较于传统方法，该方法不需要外加金属催化剂和化学还原剂，反应条件温和，操作简单，且更加环保、高效和绿色。同时，对于在电化学条件下，溶剂表现出来的多种功能性具有重要的研究意义和应用价值，有望推动二芳基酮或芳基烯烃还原应用，对于其他的电化学还原反应也有一定的借鉴意义。
相关研究成果以“Electrochemcial Reduction of Diarylketones and Aryl Alkenes”为题，于近日发表在Wiley旗下的期刊ChemCatChem上。该工作的第一作者是1824组联合培养研究生毕策。上述工作得到国家自然科学基金、我所创新基金等项目的支持。
文章链接：https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cctc.202300258
Electrochemcial Reduction of Diarylketones and Aryl Alkenes
Ce Bi, Xiangyu Zhao, Zhiqi Jia, Yongxin Chang, Hang Yang, Mengyuan Song, Xin Zhang, Yahui Zhang,* and Guangyan Qing*
ChemCatChem, 2023, DOI: 10.1002/cctc.202300258.
The reduction of ketones or alkenes is an attractive and challenging task in organic chemistry and has widespread applications in the production of fine chemicals, fragrances, pharmaceuticals, vitamins and functional materials. Classical reduction methods usually require the use of potentially dangerous hydrogen and the reaction under high temperature and pressure conditions, so environmentally friendly, economical, simple and safe reduction methods are urgently needed. This paper innovatively reports a method for the electrochemical reduction of diarylketones or aryl alkenes in a mixed solvent system of CH3CN/THF. The reaction proceeds smoothly, and the corresponding products are obtained in high yields. The mechanistic study shows that the reaction is a free radical reaction, and reveals the necessity of CH3CN solvent, which plays the three roles of solvent, proton donors and reactant at the same time. Furthermore, the high yield of the gram-scale experiment successfully confirmed the potential industrial application of this electrochemical method.
