发展选择性高且官能团兼容性好的催化体系为药物、农药和其它复杂结构分子的开发奠定了基础。基于此，化学家们发展了许多均相催化体系来高选择性地实现复杂分子的合成。然而，为均相催化过程设计单原子催化剂仍然具有很大的挑战性。最近， 德国莱布尼茨研究所（Leibniz-Institut fur Katalyse）Kathrin Junge, Rajenahally V. Jagadeesh和Matthias Beller课题组 通过MOF-303的热解方便地制备了稳定的原子分散Cu催化剂，其与均相Cu蝎型配合物（Cu scorpionate）相类似。这种原子分散Cu催化剂（Cu-NC/Al2O3）在一系列亲核试剂（醇、酚、胺、硫醇和N-杂环烃）的卡宾插入反应中展现出优异的催化活性和选择性。该策略使用简单易得的起始原料即可实现C-O、C-N和C-C键的构建，具有良好的官能团兼容性和底物适用性且可实现催化剂的回收。此外，这种新型的Cu-NC/Al2O3催化剂也可用于将药物转化为相应的叠氮基官能团化分子，具有重要的实用价值。

图1. 催化剂的制备（图片来源：Chem）

图2. Cu-NC/Al2O3催化剂的结构表征（图片来源：Chem）

图3. 铜催化O-H卡宾插入反应的底物范围（图片来源：Chem）

图4. 药物分子的叠氮基官能团化（图片来源：Chem）

论文信息

Qiang Wang, Haifeng Qi, Yujing Ren, Zhusong Cao, Kathrin Junge,* Rajenahally V. Jagadeesh,* Matthias Beller*. A general atomically dispersed copper catalyst for C–O, C–N, and C–C bond formation by carbene insertion reactions. Chem,2024, https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.02.021.

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