Cu-N₄单原子催化剂

一剂多反，循环七次不衰

一种碗状碳负载的铜单原子催化系统，可在不同条件下介导烯烃的多种自由基双官能化反应，并实现高效回收。

Jianguo, Chen · Zaibin, Xue · 刘明凯 · Xiaoran, Lu · 闫岩 · 张志荣 · 李红良 · 曾杰 · ORecord 科技单元

Journal of the American Chemical Society 2026

参数信息

底物范围

58

最高产率

93 %

循环活性保留率

93 %

技术优势

一剂多反

同一Cu-N₄/BSC粉末可通过调变反应条件实现重氮化、氨基叠氮化、三氟甲基叠氮化、三氟甲基氰化、氨基氰化五种不同双官能化。

反复回收不衰减

催化剂经简单离心/洗涤即可重复使用，七次循环后活性仍保持93%。

底物范围广

共58例底物被成功转化，涵盖不同取代模式和官能团，最高产率可达93%。

可直接放大

催化体系在克级规模下仍保持高效，分离产率未见明显下降。

应用场景

• 单原子催化剂设计：验证Cu-N₄单原子位点在全碳载体上的精准构建策略，为设计多功能非均相单原子催化剂提供结构模型。
• 多相催化合成：将原本需要均相金属/配体组合的多步转化整合为单一可回收固体催化剂驱动的流程，简化后处理。
• 含氮杂环构建：通过串联自由基路径直接向烯烃引入叠氮和氰基，为构建含氮杂环提供模块化合成子。
• 精细化学品合成：以克级规模和宽底物范围合成药用相关的叠氮与腈类中间体，替代需当量氧化剂的传统路线。
• 催化剂回收：催化剂经简单过滤即可回收并重复使用七次而无明显活性损失，降低贵金属流失。