我室徐海超教授课题组在有机电氧化方面取得新进展,相关成果以“Scalable and Practical Electrooxidation of Electron-Deficient Methylarenes to Access Aromatic Aldehydes”为题在线发表于《德国应用化学》 (Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202504612)。

芳香醛是一类重要的合成中间体,广泛应用于精细化学品、药物及先进材料等领域。甲基芳烃的氧化因其原料易得而被视为制备芳香醛的理想路径之一,但现有方法仍面临诸多挑战,包括依赖危险氧化剂、昂贵催化剂、放大能力较差以及对缺电子底物的适用性有限。电化学利用电子替代化学氧化剂,是一种可持续合成策略,已成功用于富电子甲基芳烃(如生产茴香醛)的工业化转化。然而,该策略应用于缺电子甲基芳烃时面临高氧化电位、芳环取代等副反应问题。虽有NHPI介导等方法拓宽底物,但仍需使用化学计量助剂并涉及多步过程;而有氧电化学体系则因析氢/析氧爆炸风险、低电流密度运行及高负载电解质需求等问题,存在安全瓶颈和操作限制,严重制约其大规模应用。
针对上述问题,本研究报道了一种实用且可规模化的电化学氧化方法,用于将缺电子甲基芳烃氧化为芳香醛。该方法无需化学氧化剂和均相过渡金属催化剂,可在工业可行的高电流密度(75 mA·cm⁻²)、低电解质用量(0.05 当量)以及无隔膜电解槽条件下高效运行,生成可水解为芳香醛的缩醛中间体。低电解质负载不仅降低了成本、简化了分离,还提高了阳极氧化选择性,确保了方法的高效与实用。该策略底物适用性广,兼容间歇和连续流电合成体系,并成功实现公斤级合成,为缺电子芳香醛的绿色、安全和规模化制备提供了切实可行的解决方案。
该工作在徐海超教授指导下完成,博士后黄崇为论文第一作者。研究工作得到国家重点研发计划(2023YFA1507202)、国家自然科学基金(22225101、22361142752)等项目的资助。
论文链接: https://doi.org/10.1002/anie.202504612