在“双碳”目标背景下，光催化技术凭借其绿色、节能、环保的特性，正引领着工业化学向低碳化、清洁化跨越式发展。 近年来，天然酯（如菜籽油、大豆油基绝缘油）凭借高燃点和可生物降解性，被视为电力设备绿色升级的理想介质。针对天然酯吸水性强、易氧化等瓶颈问题，采用改性含氟材料进行深度净化已成为有效手段。然而，如何以绿色高效的方式降解净化过程中产生的含氟固体废弃物，是电网环境保护领域亟待解决的难题。
近日，电网环境保护全国重点实验室易红教授、雷爱文教授、戚孝天教授、袁佳歆教授、万保权教授级高工等联合在国际权威学术期刊《Nature Communications》发表了一篇题为《通过协同光氧化还原/钴催化实现多氟烷基化合物与烯烃的自由基脱氟烯丙基化反应》（Radical defluoroallylation of polyfluoroalkyl compounds with alkenes via synergistic photoredox/cobalt catalysis）的研究论文。该研究发展了一种协同光氧化还原/钴催化的双催化体系，实现了多氟化合物中高键能C(sp3)–F键的精准活化与高选择性转化，使整个天然酯绝缘液工艺过程都实现环保。此项工作不仅为含氟化合物的精准构建与功能分子设计提供了新的研究思路，为全国重点实验室在环保液体绝缘介质领域的深入研究开拓了新方向。
多氟烷基化合物因其优异的化学稳定性、疏水性和热稳定性，在药物分子设计、农药开发及高性能材料领域具有广泛应用。然而，其关键结构单元C(sp3)–F键具有极高键能，同时受强吸电子效应与空间位阻影响，使其难以在温和条件下实现选择性断裂与官能团化，长期以来被认为是有机合成化学领域的重要挑战之一。如何在复杂分子体系中实现精准可控的C–F键活化，一直是含氟化学研究的前沿方向。
针对上述难题，研究团队提出了协同光氧化还原/钴催化的双催化策略，构建了一种自由基脱氟烯丙基化反应体系。该方法利用光氧化还原催化剂fac-Ir(ppy)3在可见光照射下引发单电子转移过程，促进多氟底物发生选择性C–F键断裂并生成关键多氟烷基自由基；随后通过钴催化剂介导的氢原子转移（HAT）过程，实现烯烃烯丙位C–H键的高区域选择性断裂，从而高效构建新的碳–碳键。
该研究由A片直播
高等研究院2022级博士研究生任德敏为第一作者。通讯作者为A片直播
高等研究院易红教授、雷爱文教授、戚孝天教授，以及A片直播
袁佳歆教授。该成果为高键能C(sp3)–F键的选择性活化与转化提供了新策略，并为含氟化合物的精准构建与功能分子设计提供了新思路。后续研究团队将进一步协同设计催化体系，为实现天然酯绝缘液全生命周期的绿色环保提供了技术支撑。该工作得到国家自然科学基金、A片直播
"双一流"建设专项、电网环境保护全国重点实验室及A片直播
大型仪器平台的支持。
论文链接：//doi.org/10.1038/s41467-026-68840-3
（撰稿：华小梅 易红 陈江波 审稿：曾福平 责编：华小梅）
