《Molecular Catalysis》：Harnessing the dye plant
Rubia tinctorum as a sustainable photocatalyst for the selective oxidation of sulfides
编辑推荐：
•Rubia tinctorum 可直接作为可持续的植物基光催化剂使用。•在可见光照射下，25%的硫化物可以以高达97%的转化率氧化为亚砜。•Lucidin 是最具活性的成分，在浓度为0.2 mol%时即可实现96%的转化率。引言开发高效且环保的催化系统已成为现代合成化学的核心目
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Rubia tinctorum 可直接作为可持续的植物基光催化剂使用。
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在可见光照射下，25%的硫化物可以以高达97%的转化率氧化为亚砜。
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Lucidin 是最具活性的成分，在浓度为0.2 mol%时即可实现96%的转化率。
引言
开发高效且环保的催化系统已成为现代合成化学的核心目标。过去几十年中，基于可见光的光催化技术因其利用绿色能源（可见光）、温和的反应条件以及高转化效率而成为实现这一目标的有前景的策略[[1], [2], [3], [4], [5]]。传统的光催化剂，如过渡金属配合物（例如基于Ru或Ir的配合物）[6,7]、纳米材料[[8], [9], [10]]和有机染料[11,12]，已被广泛研究，并证明在各种反应中具有高效性和多功能性[[13], [14], [15]]。然而，它们的广泛应用往往受到高成本、潜在毒性和环境问题的限制[16]。因此，探索绿色、低成本且可持续的催化系统仍然具有挑战性，同时也非常受欢迎。
含有天然光敏化合物的植物由于其丰富性、可生物降解性和结构多样性，在作为可持续催化材料方面展现出巨大潜力[[17], [18], [19]]。例如，在2021年，Weigand团队报道了使用Hypericum属植物的花作为多功能光催化剂，用于芳基溴化物的光还原偶联和四氢喹诺啉的光氧化偶联[20]。机制研究表明，天然光敏剂（如hypericin及其同系物，如pseudohypericin）是催化活性成分。随后，Peng等人利用菠菜作为光催化剂，开发了有机硼化合物向醇类的红光诱导氧化反应，并通过控制实验确认叶绿素是光活性物质[21]。尽管取得了这些进展，但仍存在一些挑战，包括某些植物材料的有限可用性（例如Hypericum属植物的花产量低）和关键光敏剂的光稳定性不足（例如叶绿素快速光降解）。
Rubia tinctorum 是一种广泛分布的多年生草本植物，历史上曾被用作天然红色染料用于纺织品着色[22]。它含有多种蒽醌衍生物，包括茜素、lucidin和purpurin[23]。这些化合物的扩展π共轭结构赋予了它们强的可见光吸收能力和优良的光物理性质[24,25]。尽管个别蒽醌衍生物已成功应用于可见光诱导的光氧化还原反应[[26], [27], [28]]，但直接利用富含天然蒽醌的植物材料或植物混合物作为有机合成中的光催化剂仍较少被探索。
亚砜在制药和化妆品产品中是重要的结构单元[[29], [30]]。传统的将硫醚氧化为亚砜的方法，如过氧化氢氧化或金属催化系统，通常存在严格的化学计量控制问题和过度氧化为砜的问题[31,32]。虽然替代催化系统（如金属配合物[33]、合成光敏剂[34]和金属有机框架（MOFs）[[35], [36], [37]）提供了更高效和选择性的途径，但其制备通常涉及高成本、复杂的过程和潜在的环境问题。
在本研究中，我们报道了一种基于植物的光催化系统，使用传统染料植物R. tinctorum作为绿色催化剂，在温和条件下选择性地将有机硫化物氧化为亚砜。成分分析和控制实验表明，天然蒽醌lucidin在主要光活性成分中表现出最高的催化活性，这可能归因于其产生活性氧（ROS）的效率高。这项工作不仅展示了植物衍生材料在光催化中的新应用，还为天然分子结构与催化性能之间的关系提供了新的见解。
章节片段
材料
有机硫化物和溶剂均从Adamas Reagent Co., Ltd.购买，无需进一步纯化即可使用。茜素、lucidin和mollugin标准品购自上海Macklin Biochemical Co., Ltd.和武汉ChemFaces Biochemical Co., Ltd。Rubia tinctorum植物材料亦来自……
在基于植物的光催化系统中，溶剂的选择通常非常重要，因为溶剂不仅影响从植物材料中提取催化活性成分的效率，还为后续的催化过程提供合适的反应环境。因此，首先使用苯甲基硫化物1a作为模型底物，在O2氛围下，固定植物材料用量（50 mg）和反应时间（24 h）对一系列溶剂进行了筛选；
结论
总之，开发了一种基于R. tinctorum的绿色可持续催化系统，用于在可见光照射下选择性地将有机硫化物氧化为相应的亚砜。本工作展示的广泛底物范围凸显了这种基于植物的催化策略的多功能性和合成实用性。成分分析和控制实验确定lucidin、茜素和mollugin是主要的光活性成分，其中lucidin表现出...
Yufeng Fu:起草初稿、验证、方法学、研究。Anrong Deng:方法学、研究。Bei Wang:可视化、研究、形式分析。Qiao Song:撰写——审阅与编辑、监督、资金争取。Junjie Wang:撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、研究、概念化。
Yufeng Fu|Anrong Deng|Bei Wang|Qiao Song|Junjie Wang
