使用清潔電能激活惰性化合物引起了人們的廣泛關注。有機電合成中的均相氧化還原介質（RM）是實現這一目的的有效平臺。然而，了解RM在操作條件下的電子結構、電極表面的電子傳輸過程和底物吸附-解吸動力學仍然具有挑戰性。鑒于此，清華大學王定勝等合成了一種銅單原子催化劑（SAC，命名為Cu-N-P@NC）具有CuN3P1配位結構，將其用作獨特的陰極氧化還原介質。
本文要點：
（1）將P原子引入配位體系可以調節SAC的電子-金屬-載體相互作用，優化催化劑-底物吸附-解吸動力學，加速電化學反應。利用非均相SAC策略，我們實現了惰性喹唑啉酮骨架的新型電還原偶聯開環反應。Cu-SAC表現出極高的催化活性和底物相容性，在克級生產中運行平穩。
（2）應用SAC修飾了11種天然產物分子。將微配位環境調節和理論吸附模型相結合，闡明了電極-RM-底物相互作用對反應動力學和催化效率的顯著影響，這對均相RM來說是一項具有挑戰性的壯舉。這種方法為推進高效的有機電合成反應提供了一條新途徑，并為機理研究提供了關鍵見解。
Xin-Yu Wang, Wan-Jie Wei, Si-Yu Zhou, Yong-Zhou Pan, Jiarui Yang, Tao Gan, Zechao Zhuang, Wen-Hao Li, Xia Zhang, Ying-Ming Pan, Hai-Tao Tang, Dingsheng Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202505085.
https://doi.org/10.1002/anie.202505085
