将两种丰富的C₁原料（甲烷和二氧化碳）转化为功能分子至关重要。长期以来人们一直追求将甲烷和二氧化碳直接彼此功能化，实现同时转化。 例如，-H和-CH₃基团（来自甲烷的一个C-H键断裂的活性物质）可以分别与CO₂结合形成更高价值的产品。但是，由于甲烷和二氧化碳都具有很高的稳定性，因此该过程颇具挑战性。近日，约翰·霍普金斯大学Kit H. Bowen，奥本大学Evangelos Miliordos等报道了由单原子阴离子介导的甲烷和二氧化碳的相互官能化。

本文要点：

1）对Pt^–，甲烷和二氧化碳之间相互作用的阴离子产物进行的质谱分析表明，甲烷活化复合物H₃C–Pt–H^–与CO₂反应形成[H₃C–Pt–H（CO₂）]^-。

2）作者通过阴离子光电子能谱和量子化学计算协同研究发现了两个氢化和一个C-C键偶联产物，为[H₃C–Pt–H（CO₂）]^-的异构体。

3）机理研究表明，CH₄和CO₂均被阴离子Pt原子活化，并且Pt上负电荷的连续消耗驱使CO₂插入H₃C–Pt–H^–的Pt–H和Pt–C键中。

这项研究代表了由单个原子阴离子介导的CH₄和CO₂同时功能化的第一个例子，为设计新型催化剂以利用这两种丰富的C₁原料提供了新途径。

Gaoxiang Liu, et al. Simultaneous Functionalization of Methane and Carbon Dioxide Mediated by Single Platinum Atomic Anions. J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c11112

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c11112