1.中科大JACS：Ni電催化立體選擇性交叉脫氫偶聯α、γ硝基烷基化
電催化不對稱轉化反應為制備手性化合物提供一種符合可持續發展的路線，但是由于陽極氧化交叉脫氫偶聯反應包含兩個不同的親核物，導致需要一種手性催化劑調節產物的立體結構。有鑒于此，中國科學技術大學郭昌、安徽大學宋琎等報道能夠通過電化學反應，以立體匯聚交叉脫氫反應生成許多立體富集硝基酯。1）反應機理研究結果表明Ni催化劑在電化學活化反應物和決定立體選擇性的過程中起到關鍵的作用，通過電化學產生和Lewis酸結合的α-羰基自由基，并且這個α-羰基自由基和原位產生的硝酸酯陰離子之間以立體選擇性相互作用。2）這種電催化反應能夠生成熱力學反應非常困難的反應物，比如對底物以極性翻轉方式反應，構筑全碳結構位點，控制遠程立體結構。 Juan Li, Minghao Liu, Boyuan Wei, Lingzi Peng, Jin Song*, and Chang Guo*, Enantioselective Nickel-Electrocatalyzed Cross-Dehydrogenative α- and γ-Nitroalkylation, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c13109https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c131092.JACS：利用雙機制發光原破壞膜完整性和誘導DNA損傷以對抗真菌感染和耐藥性開發創新的治療方案以解決抗真菌藥物的耐藥性問題是當前研究者關注的重點。已有研究表明，雙靶向作用機制（dual-targeting mechanism of action，MoA）能夠有效降低耐藥性。然而，哺乳動物和真菌細胞之間的結構相似性往往會導致該策略的選擇性受到影響，從而使其向抗真菌藥物的發展轉化變得更加復雜。有鑒于此，新加坡國立大學劉斌院士和上海交通大學施雷雷教授開發了一種能夠解決真菌感染問題的雙靶向策略，即選擇性地將DNA結合分子引入到真菌的細胞核中。 1）實驗將剛性疏水單元整合到DNA結合域中，制備了抗真菌發光原（TPY和TPZ），它們具有增強的膜穿透能力和DNA結合性能。研究發現，這些化合物可通過去極化真菌膜和誘導DNA損傷等機制實現雙重靶向MoA，以增強抗病原真菌的效力，并且不會產生明顯的耐藥性。2）實驗結果表明，TPY和TPZ可在體外表現出強大的抗真菌活性，并且能夠在白色念珠菌誘導的小鼠陰道炎模型中產生理想的治療效果。綜上所述，該研究設計的多方位方法在克服耐藥性和推動抗真菌療法的發展等方面具有重要作用。Xianglong Liu. et al. Combating Fungal Infections and Resistance with a Dual-Mechanism Luminogen to Disrupt Membrane Integrity and Induce DNA Damage. Journal of the American Chemical Society. 2024 DOI: 10.1021/jacs.4c09916https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c099163.Angew：Cu-C3結構單原子的Bi@C電極實現穩定超快Na電池調節電極-電解液的界面對于設計電極催化材料至關重要，對于優化電池性能非常重要。有鑒于此，揚州大學龐歡教授、寧波大學韓磊教授等報道一種結構新穎的Cu-C3位點的單原子Cu的Bi@C催化劑，這種催化劑通過簡單的熱解MOF得到。1）實驗表征和理論計算結果表明Cu-C3位點能夠加快NaPF6-醚電解液的P-F和C-O化學鍵的解離，形成富含無機物的固體電解液界面。此外，Cu-C3位點具有的離域電子導致電荷不均勻分布，產生面內局部電場，促進Na+吸附，降低Na+移動的能壘。因此，Bi@SA Cu-C催化劑得到目前最好的可逆容量，超高的倍率容量，長時間循環穩定性。2）新制的全電池的容量高達351mAh g-1，對應于265Wh kg-1的能量密度。這項工作為開發高性能Na離子電池，通過單原子調節器開發基于合金的陽極，將催化和增強作用形成一體。 Guochang Li, Yifan Tang, Yuhui Wang, Shuangxing Cui, Hao Chen, Yaoping Hu, Huan Pang, Lei Han, Single Atomic Cu–C3 Sites Catalyzed Interfacial Chemistry in Bi@C for Ultra–Stable and Ultrafast Sodium–Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202417602https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024176024.慕尼黑工業大學Angew：表征Cu-CHA和Cu-AEI分子篩中的Cu物種慕尼黑工業大學Johannes Lercher教授、Rachit Khare等報道通過原位XAS表征和理論計算模擬，發現新制或者老化Cu-CHA、Cu-AEI分子篩在NH3選擇性還原NOx的反應過程的活性物種變化規律。 1）表征發現四種活性物種同時存在：和NH3配位的CuI陽離子、和分子篩配位的CuI陽離子、溶劑化的CuI陽離子、水熱老化處理產生骨架配位CuIIst。2）其中，只有在含有骨架外Al的分子篩在水熱老化處理過程中發現CuIIst位點。Cu-CHA內的CuIIst位點比例（~46%）比Cu-AEI更高（28%）。因為AEI的扭曲通道結構阻礙CuII陽離子的移動，Cu-AEI的水熱穩定性更高。Mirjam Wenig, Rachit Khare, Andreas Jentys, Johannes Lercher, Hydrothermal Stability of Active Sites in Cu‐exchanged Small‐pore Zeolites for the Selective Catalytic Reduction of NOx, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202416954https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.2024169545.Angew：光催化C-H鍵官能團化合成烷基磷酸酯烷基磷酸酯是重要的醫藥分子結構，但是通過C(sp3)-H官能團化合成烷基磷酸酯仍然具有非常大的困難和挑戰。有鑒于此，丹麥技術大學S?ren Kramer等報道通過烷基芳烴和沒有修飾官能團的亞磷酸酯（phosphite）之間的脫氫偶聯反應合成芐基磷酸酯。1）該反應兼容的芐基C-H鍵底物種類廣泛，而且具有溫和反應條件和良好的官能團容忍。反應機理研究發現該反應是自由基過程而不是陽離子路徑。2）這個反應過程不需要非常特殊的試劑，能夠直接對沒有處理的芐基C-H鍵轉化，可以快速合成磷酸酯類藥物化合物。 Heng-Hui Li, Yuwen Liu, S?ren Kramer, Benzylic C(sp3)–H Phosphonylation via Dual Photo and Copper Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202420613https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024206136.武漢大學Nature Commun：糖苷C2位點立體選擇性硼化通過糖苷的位點選擇性修飾調節或者增強糖苷分子的生理性質，目前成為開發藥物分子的重要方法學。但是，從容易得到的糖原料構筑多個位點能夠衍生化的糖苷結構仍然非常困難。有鑒于此，武漢大學陰國印教授、李陽陽等報道位點選擇性和立體選擇性的Ni催化反應方法，對糖基進行羰基化。1）這種位點選擇性和立體選擇性的Ni催化反應能夠方便的對C2位點修飾硼酸酯，得到一種合成C2位點修飾的罕見的方法，能夠進行下一步的C2位點轉化合成各種各樣的結構罕見的糖。
2）這個方法具有廣泛的兼容性，容忍許多官能團和復雜天然產物或者藥物分子。此外，這種方法能夠合成天然產物或者藥物分子的類似物，表明這個方法的應用前景。Shen, Z., Yu, Y., Wu, D. et al. Creating glycoside diversity through stereoselective carboboration of glycals. Nat Commun 15, 10167 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54016-4https://www.nature.com/articles/s41467-024-54016-4 7.福建物質結構研究所Nature Commun：CO2促進光催化芳基從N到C原子轉移合成烯基酰胺光催化N-to-C芳基轉移反應能夠快速從簡單易得原料出發，構筑具有應用甲酯的酰胺化合物。有鑒于此，中國科學院福建物質結構研究所蘇偉平研究員、高玉珍等報道開發了亞磺酸鈉和N-芳基丙酰胺之間的反應，實現了CO2促進可見光催化反應，能夠將N原子上修飾的芳基官能團發生高效率的N原子向C原子芳基轉移，選擇性的合成四個取代基或三個取代基修飾的烯基酰胺。1）在這個光催化反應中，1,4-N向C原子的自由基極性翻轉的芳基轉移是反應的關鍵步驟。這個反應方法表現了對移動芳基取代基的電子結構容忍性，對電子豐富/電子缺乏的芳烴都容忍。 2）該反應具有廣泛的底物種類，能夠合成結構復雜生物活性化合物在內的超過90個反應。該反應使用豐富的無毒且價格便宜的CO2作為反應物，并且表現優異的烯基酰胺選擇性。 Liu, G., Ma, D., Zhang, J. et al. CO2-promoted photocatalytic aryl migration from nitrogen to carbon for switchable transformation of N-arylpropiolamides. Nat Commun 15, 10153 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54239-5https://www.nature.com/articles/s41467-024-54239-5由于目前可充電電池的需求日益增加，因此需要改進電池的電化學性能。傳統的元素摻雜和表面修飾等技術無法達到電池實用性的要求。高熵合金材料（HEMs）具有穩定的骨頭鏡像和優異的組成/電子結構柔性，能夠實現電池材料的快速開發。有鑒于此，清華大學李寶華等從數量和質量上總結高熵合金材料的性質，并且對高熵合金材料機理如何增強進行總結和綜述。1）從合成、表征、應用角度總結Li/Na/K電池的高熵層狀氧化物電極材料（HELOs），并且表明了合成-結構-性質之間的關系。 2）總結討論高熵合金在電池領域的發展方向：包括精確的合成和控制、從結構表征方面的反應機理、結構-性能之間的關系、如何通過理論計算和實驗方法結合快速篩選高熵合金。這項綜述有助于幫助研究者發展高性能可充電電池材料。 Yunshan Zheng, Yuefeng Meng, Xia Hu, Haoyang Peng, Lanlan Feng, Yao Wang, Baohua Li, Synthesis-Structure-Property of High-Entropy Layered Oxide Cathode for Li/Na/K-Ion Batteries, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202413202https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413202
