近日，化學與環境科學學院包永勝科研團隊與南京大學謝勁團隊合作在單原子催化領域取得新進展，相關成果發表在催化領域頂級期刊ACS Catalysis上，題目為“Tailoring the Coordination Environment of Cu Single Atoms for Achieving Regioselective C?C Bond Activation of Amides”（調控銅單原子配位環境實現酰胺區域選擇性碳-碳鍵活化），論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acscatal.4c05223
此前，張濤、李亞棟憑借對“單原子催化”發展與應用的開創性貢獻，榮獲2024未來科學大獎-物質科學獎，被稱為中國人自主提出的概念與研究領域。然而，適用于導向或螯合輔助的惰性C-C鍵活化反應的原子級分散金屬催化劑仍未見報道。其核心難點在于，與載體近飽和配位的金屬單原子很難與含有多配位點的反應底物結合，進而實現區域選擇性斷鍵。
單原子催化與有機方法學的碰撞——單原子催化C-C鍵骨架手術
對此，科研團隊開發出一種三氧化鋁負載的銅單原子催化劑，其在酰胺制備尿素的C-C鍵活化反應中表現出出色的催化活性，TOF值達到249h-1，是均相銅催化劑的19倍。此項研究有效結合單原子催化與有機方法學，為惰性鍵的選擇性活化提供了新的路徑。
銅單原子催化劑的表征
該研究依托內蒙古自治區綠色催化重點實驗室的科研力量與成果數據，并得到國家自然科學基金（22261044、22122103）、國家重點研發計劃（2022YFA1503200、2021YFC2101901）和內蒙古自治區高等學校創新團隊（NMGIRT2302）等項目的支持。
包永勝教授，博士生導師，南京大學博士，內蒙古師范大學化學與環境科學學院副院長，內蒙古自治區“草原英才”，內蒙古自治區321人才一層次，內蒙古自治區青年創新人才一層次，內蒙古自治區高等學校“青年科技英才計劃”A類人才，內蒙古自治區高等學校創新團隊帶頭人，內蒙古師范大學化學國家一流專業負責人，自治區一流課程《有機化學》負責人。主要承擔本科《有機化學》課程、研究生《有機催化化學》《波譜分析》等課程教學。主要研究方向為過渡金屬催化有機方法學研究，主持國家自然科學基金項目3項；出版專著1部，參編專著“Handbook of CH-Functionalization”1部；授權發明專利5項；以第一作者（通訊作者）在ACS Cat.,Green Chem., Org. Lett., Org. Chem. Front., Chinese Chem. Lett., Chem. Commun., J. Org. Chem., J. Phys. Chem. C等期刊上發表高質量論文30余篇。2016年獲內蒙古自治區科學技術獎自然科學二等獎，2022年獲第二屆內蒙古自治區高校教師教學創新大賽一等獎。
