卤化物是有机合成中用途极为广泛的组成部分，可以构建复杂的分子，促进新材料、药物和农用化学品的开发。然而，它们的广泛使用导致卤代有机污染物（HOPs）释放到环境中。因此，开发高效的卤代有机化合物转化或降解技术迫在眉睫。以色列魏茨曼科学研究所（Weizmann Institute of Science）David Milstein团队首次报道了以水为氧化剂，将碳-卤键催化氧化为羧酸的反应。与以往的传统氧化反应相比，这种转化避免了使用牺牲性氧化剂，并能释放出有用的氢气作为副产品，是一种高效的方法。在一种基于吖啶的 PNP-Ru 钳形复合物的催化下，一系列脂肪族和苄基卤化物被成功地高产率转化为羧酸。此外，还首次实现了对具有挑战性的 C-F 键、脂肪族氯化物和溴化物的氧化。本文研究亮点：
1. 广泛的底物适用性：成功氧化了脂肪族和苄基的一级卤化物（Cl、Br、I）为羧酸，产率高。同时，二级卤化物被高效氧化为酮类化合物。
2. 高效的催化剂：使用基于吖啶的PNP-Ru钳型复合物（Ru-3）作为催化剂，表现出高活性和选择性，且催化剂在碱性水溶液中稳定，能够耐受多种官能团和杂环结构。
3. 实际应用：经过进一步改进，该方法可有效用于苯氧丁酸除草剂MCPB 的高效放大合成。此外，还通过反Markovnikov溴氢化反应和由此产生的烷基卤化物的氧化反应这两个步骤，证明了非活化烯烃到羧酸的正式反Markovnikov氧化反应。
4. 环境意义：该方法为卤代有机污染物（HOPs）的降解和转化提供了新思路，符合绿色化学的要求。
这项研究不仅提供了一种高效、绿色的碳-卤键氧化新方法，还通过机理研究和实际应用展示了其广泛的合成潜力，为有机合成和环境保护领域带来了重要突破。
图1. 研究背景和本文工作（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图2. 反应示意图、反应优化和不同碱用量的影响（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图3. 催化氧化反应（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图4. 催化氧化反应（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图5. 催化氧化反应（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图6. 机理研究（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图7. MCPB的合成（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图8. 反Markovnikov氧化反应（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）