美国辛辛那提大学孙宇杰教授课题组报道在ZnIn₂S₄半导体光催化剂上可以实现羰基自由基引发的分子内环化和分子间交叉偶联反应。

近年来，基于羰基自由基的可见光驱动C-C键构筑为复杂分子的合成提供了有效途径，因此受到越来越多的关注。然而，目前的研究体系主要为均相光催化体系，通常需要贵金属基(如Ru和Ir)光敏剂。这些光敏剂不仅成本高、稳定性差，而且为产品分离和纯化带来挑战。相比之下，廉价易得和可回收的半导体是一类具有吸引力的光催化剂，但将其运用于羰基自由基引发的C-C键形成的探索还很少。

色烷和叔醇是广泛存在于药物和天然产物中的重要结构单元。合成这些化合物的传统方法通常依赖于金属有机试剂，这些试剂具有较低的官能团耐受性。孙宇杰教授课题组发现ZnIn₂S₄可以作为高效光催化剂，在可见光照射下，通过分子内环化和分子间交叉偶联反应，制备色烷和叔醇。通过一系列的实验研究和计算研究，揭示了这两类C-C偶联过程在ZnIn₂S₄上的反应机理。这项工作展示了半导体光催化在构建复杂功能化分子方面的潜在优势，同时为利用羰基自由基进行新型有机转化提供了良好借鉴。