近日，內蒙古師范大學化學與環境科學學院包永勝教授科研團隊與南京大學謝勁科研團隊合作，在國際知名期刊《ACS Catalysis》（美國化學會催化）上發表題為“調控銅單原子配位環境實現酰胺區域選擇性碳-碳鍵活化”的最新科研成果，在單原子催化領域取得新進展。

“單原子催化”概念最早由我國科學家張濤、李亞棟提出。與傳統納米顆粒催化劑相比，單原子催化劑最大限度地利用了金屬原子，在提高催化反應效率和選擇性方面具有顯著優勢，被公認為最有效的多相催化劑，目前廣泛應用于能源轉換、環境凈化和化學合成等多個領域。

但在實際反應條件下，提高單原子催化劑的穩定性，開發高效、可規模化的制備工藝仍是當前研究的一個重要挑戰。包永勝、謝勁教授科研團隊開發了一種兼顧催化活性和穩定性的三氧化鋁負載銅單原子催化劑，首次探索應用于具有挑戰性的惰性非應力碳-碳鍵活化反應，為惰性鍵的選擇性活化提供了新的路徑，促進了惰性鍵精準催化轉化反應的工業化進程。

該研究通過惰性鍵精準催化轉化反應，為煤基芳烴的高值化利用以及藥物分子、農用化學品、精細化學品的制備提供了新方法。據介紹，利用碳—碳鍵活化反應可以直接對藥物分子中的惰性鍵進行官能團化修飾，提高藥物的活性和選擇性。在材料科學領域，可以用于合成具有特殊性能的高分子材料、有機金屬材料、納米材料等，并且可以制備出具有特定結構和性能的聚合物材料，用于電子、能源、生物醫學等領域。在精細化工領域，用于合成各種高附加值的化學品，如香料、染料、農藥等。通過對惰性鍵的選擇性活化和轉化，可以實現這些化學品的綠色、高效合成，提高產品質量和市場競爭力。

包永勝教授表示，今后將針對煤基芳烴精準催化轉化開發可循環利用、綠色的新型單原子、納米多相催化劑，開拓新型煤化工深加工產業，為自治區經濟社會發展貢獻科研力量。

該研究依托內蒙古自治區綠色催化重點實驗室（2024年優化重組）的科研力量與成果數據，并得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、內蒙古自治區高等學校創新團隊項目支持。

論文鏈接?:?https://doi.org/10.1021/acscatal.4c05223