背景介绍
原子精确的金属纳米团簇为纳米材料结构-活性关系的分子级别阐释提供了理想的研究平台。迄今,通过合金化和配体工程策略,币金属团簇已成功应用于氧化、还原、环加成等催化反应。当前主要策略是在团簇表面构建电子或立体性质存在显著差异的活性位点。本文由Au13Ag12团簇腰部银-卤键的动态配位互变特征出发,针对环氧化物与CO2环加成反应,探索利用团簇本征的结构形变发挥催化活性的潜能。
成果简介 本文以活性炭负载的棒状双二十面体组装[Au13Ag12(PPh2Py)10Cl8]团簇为催化剂,发现其在环氧化物与CO2环加成反应中的催化活性优于其他团簇,TON达到3.03×104。该催化剂表现出良好的底物耐受性,可广泛适用于含芳基、烷基、卤素、烯基和醚基的多种环氧底物。结合UV-Vis、XPS、NMR、CV及DFT计算对反应机理进行研究,发现团簇腰部银-卤键的动态配位-解离在催化过程中发挥关键作用:环氧底物首先亲核进攻腰部银原子,团簇腰部Ag10Cl6单元以快速互变异构方式完成配位模式重组,为反应提供额外的稳定化作用;在此基础上,膦配体上的吡啶氮原子促进CO2吸附、迁移及后续环加成过程。本研究提出利用金属纳米团簇的结构形变作为活化底物的有效策略,有望为开发更多高效催化体系提供新思路。 作者简介 于海珠,安徽大学化学化工学院教授,博士生导师。以第一作者/通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Sci. Adv.等高影响力国际刊物上发表学术论文40余篇。主持国家自然科学基金区域联合创新基金重点项目、面上项目等,荣获安徽省高校优秀科研创新团队负责人、安徽省自然科学基金杰青项目资助,获得安徽省科学技术奖自然科学一等奖(2019,第三完成人)等。课题组网页:https://www.x-mol.com/groups/。 文章信息 Qian R, Jiang T, Tu M, et al. Epoxide C–O bond activation intrigued by waisted flexibility of the Au13Ag12 clusters. Nano Research, 2025 18(9): 94907629. https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907629