电子能够在反应中作为催化活性物种，以自由基机理进行催化反应，但是这种可能性经常被忽略，在最近发表在J. Am. Chem. Soc.杂志上的一篇单分子结工作中，麦吉尔大学Hong Guo、厦门大学洪文晶、美国西北大学J. Fraser Stoddart等报道在单分子结上电子引发催化反应，他们通过双甲基吡啶乙烷、双甲基吡啶乙烯之间结构变化情况验证了电子催化导致分子转变。自然催化编辑Benjamin Martindale对该项工作的重要意义进行评述和总结。

本文要点：

（1）

作者通过扫描隧道显微镜断开连接技术STM-BJ对非共轭的二吡啶-乙烷（DPA²⁺）、共轭的二吡啶-乙烯（DPE²⁺）之间变化检测，在两种结构中共轭结构二吡啶-乙烯的导电性是二吡啶-乙烷的2个数量级。作者通过控制电势电解实验，以ESR光谱、UV-Vis光谱表征反应中间体，验证了当从电极上接受2个电子生成DPA^••双自由基中间体；通过DFT计算发现电场作用导致底物分子进行脱氢反应，生成DPE^••中间体，最后向电极回馈2个电子生成DPE²⁺。

（2）

本文研究结果展示了STM-BJ技术研究能够含有氢原子转移过程的相关反应，比如单分子级别的电催化HER反应。

参考文献

Martindale, B. Electrons are catalysts too. Nat Catal 4, 444 (2021).

DOI: 10.1038/s41929-021-00647-5

https://www.nature.com/articles/s41929-021-00647-5

Hongliang Chen et al. Electron-Catalyzed Dehydrogenation in a Single-Molecule Junction, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 22, 8476–8487

DOI: 10.1021/jacs.1c03141

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03141