具有M₁-N_x配位结构的过渡金属单原子催化剂（SACs）在硝基芳烃加氢反应中表现出优异的活性和选择性。调节原子配位结构是进一步提高催化剂性能的一种很有前途的策略。

基于此，中科院化学研究所Changyan Cao，陕西理工大学Xiaohu Yu报道了一种具有不对称单一Co₁-N₃P₁位点的SACs催化剂，该催化剂对官能化硝基芳烃的加氢反应表现出前所未有的高活性和化学选择性。

文章要点

1）动力学同位素效应和密度泛函理论（DFT）计算结果表明，与最常用的Co₁-N₄配位相比，Co₁-N₃P₁中Co原子的电子密度增加，更有利于H₂的解离。

2）在硝基苯加氢反应中，合成的Co₁-N₃P₁ SAC的周转频率为6560 h⁻¹，是Co₁-N₄ SACs的60倍，比目前最先进的M₁-N_x-C SACs高一个数量级。此外，Co₁-N₃P₁ SAC对多种取代硝基芳烃表现出较好的选择性(>99%)，同时还存在其他敏感的可还原基团。

这项工作很好地揭示了催化剂性能与SACs配位环境的关系，为硝基芳烃加氢合成芳香胺提供了一种潜在的实用催化剂。

参考文献

Jin, H., Li, P., Cui, P. et al. Unprecedentedly high activity and selectivity for hydrogenation of nitroarenes with single atomic Co₁-N₃P₁ sites. Nat Commun 13, 723 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-28367-9

https://doi.org/10.1038/s41467-022-28367-9