近日，化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院包永勝科研團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)謝勁團(tuán)隊(duì)合作在單原子催化領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在催化領(lǐng)域頂級(jí)期刊ACS Catalysis上，題目為“Tailoring the Coordination Environment of Cu Single Atoms for Achieving Regioselective C?C Bond Activation of Amides”（調(diào)控銅單原子配位環(huán)境實(shí)現(xiàn)酰胺區(qū)域選擇性碳-碳鍵活化），論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acscatal.4c05223
此前，張濤、李亞棟憑借對(duì)“單原子催化”發(fā)展與應(yīng)用的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，榮獲2024未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)-物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)，被稱為中國(guó)人自主提出的概念與研究領(lǐng)域。然而，適用于導(dǎo)向或螯合輔助的惰性C-C鍵活化反應(yīng)的原子級(jí)分散金屬催化劑仍未見報(bào)道。其核心難點(diǎn)在于，與載體近飽和配位的金屬單原子很難與含有多配位點(diǎn)的反應(yīng)底物結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇性斷鍵。
單原子催化與有機(jī)方法學(xué)的碰撞——單原子催化C-C鍵骨架手術(shù)
對(duì)此，科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種三氧化鋁負(fù)載的銅單原子催化劑，其在酰胺制備尿素的C-C鍵活化反應(yīng)中表現(xiàn)出出色的催化活性，TOF值達(dá)到249h-1，是均相銅催化劑的19倍。此項(xiàng)研究有效結(jié)合單原子催化與有機(jī)方法學(xué)，為惰性鍵的選擇性活化提供了新的路徑。
銅單原子催化劑的表征
該研究依托內(nèi)蒙古自治區(qū)綠色催化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研力量與成果數(shù)據(jù)，并得到國(guó)家自然科學(xué)基金（22261044、22122103）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFA1503200、2021YFC2101901）和內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（NMGIRT2302）等項(xiàng)目的支持。
包永勝教授，博士生導(dǎo)師，南京大學(xué)博士，內(nèi)蒙古師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)，內(nèi)蒙古自治區(qū)“草原英才”，內(nèi)蒙古自治區(qū)321人才一層次，內(nèi)蒙古自治區(qū)青年創(chuàng)新人才一層次，內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校“青年科技英才計(jì)劃”A類人才，內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，內(nèi)蒙古師范大學(xué)化學(xué)國(guó)家一流專業(yè)負(fù)責(zé)人，自治區(qū)一流課程《有機(jī)化學(xué)》負(fù)責(zé)人。主要承擔(dān)本科《有機(jī)化學(xué)》課程、研究生《有機(jī)催化化學(xué)》《波譜分析》等課程教學(xué)。主要研究方向?yàn)檫^(guò)渡金屬催化有機(jī)方法學(xué)研究，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)；出版專著1部，參編專著“Handbook of CH-Functionalization”1部；授權(quán)發(fā)明專利5項(xiàng)；以第一作者（通訊作者）在ACS Cat.,Green Chem., Org. Lett., Org. Chem. Front., Chinese Chem. Lett., Chem. Commun., J. Org. Chem., J. Phys. Chem. C等期刊上發(fā)表高質(zhì)量論文30余篇。2016年獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，2022年獲第二屆內(nèi)蒙古自治區(qū)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。
