提高敏感催化体系的稳定性是催化领域的一个新兴研究课题。然而，目前多相催化剂的设计主要是提高其催化性能。

近日，清华大学王定胜教授，广西师范大学Tao Tang研究了SAC（Co₁–N₄@NC）催化的酰氯氟化反应，其中低价的Co SAC可以通过氧化氟化原位生成Co–F活性物种，并在反应中表现出超高的反应活性和稳定性。

文章要点

1）在F-Co₁N₄物种的存在下，反应可以完全摆脱对AGF的依赖，廉价易得的KF可以作为反应的氟源，从而解决了酰氯氟化的实际应用问题。此外，利用所制备的Co SAC，只需负载ppm催化剂（催化剂负载=0.576 ppm）即可实现酰氯的氟化反应。在催化剂负载量低于ppm的情况下，采用无机SAC催化有机合成反应。该反应的TON值达到1.58×10⁶，是文献报道的最高值的16,000倍。

2）研究发现，该反应体系具有很高的底物相容性，对各种复杂药物结构的修饰也是有效的。此外，在放大生产过程中，催化体系不受反应底物中杂质的影响，仍然可以稳定地工作。

3）一系列表征和理论计算表明，反应的高活性归因于F-Co₁N₄活性物种，并阻止了反应过程中Co的脱附和失活。

这项研究表明，无机SAC可以作为研究有机合成的良好载体，并可能在实际应用中为有机合成的规模化生产开辟新的领域。

参考文献

Wen-Hao Li, et al, A Single-Atom Cobalt Catalyst for the Fluorination of Acyl Chlorides at Parts-per-Million Catalyst Loading, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202209749

https://doi.org/10.1002/anie.202209749