MgO纳米团簇

催化C=N键高效合成

碱性氧化物纳米团簇通过氧空位活化α-C(sp3)-H键，实现硝基化合物与醇的还原偶联，高收率构建C=N键，替代过渡金属催化剂。

Yuan, Ziliang · 韩波 · 刘冰 · 孙杰 · 慕仁涛 · Zhang, Zhehui

Nature Communications 2025

具体参数

产物收率

{'zh': '86-99', 'en': '86-99'} %

决速步能垒降低

{'zh': '29.3 vs. 52.9', 'en': '29.3 vs. 52.9'} kcal/mol

技术优势

活化惰性C-H键

氧空位与底物带负电的氧原子发生电子相互作用，降低α-C(sp3)-H键断裂的能垒。

替代贵金属催化剂

主族金属氧化物MgO成本低、可持续，避免使用过渡金属和贵金属。

降低反应能垒

理论计算表明氧空位使决速步能垒从52.9 kcal/mol降至29.3 kcal/mol。

应用场景

• 有机合成催化剂：用低成本MgO替代贵金属，催化还原偶联反应构建C=N键。
• C=N键构建：通过氧空位活化α-C-H键，高选择性构建C=N键，避免过度氢化。
• 有机氮化学品：合成亚胺、肟等高值有机氮化学品，收率高达99%。