近日，能源化工研究所生物质燃料与化学品研究团队在美国化学会催化领域旗舰期刊《ACS Catalysis》（IF 12.35）在线发表了题为“Inducing Electron Dissipation of Pyridinic N Enabled by Single Ni−N₄ Sites for the Reduction of Aldehydes/Ketones with Ethanol”的最新研究成果。

催化转移加氢醛/酮制备醇类燃料与化学品具有优良的安全性和便利性，近期备受关注。过渡金属/异丙醇是常见的转移加氢体系，但仍存在着高成本、毒性和低原子利用率的缺点。鉴于此，该报道了一种单原子结构Ni-N₄催化剂，并使用可再生和无毒的乙醇为氢源进行转移加氢反应。有趣的是，Ni-N₄/乙醇体系对羟甲基功能化的醛/酮表现出较高的转化率和选择性。当以生物质衍生的5-羟甲基糠醛为底物，反应的效率TOF达到22 h^-1。

该研究重点讨论了催化体系的反应路径、反应机理及活性中心。通过实验、表征与理论计算模拟相结合，证实了转移加氢经H自由基机理，并验证了与中心Ni配位的吡啶N是催化反应的活性位点。我们发现吡啶N的高转移加氢活性源自与单原子Ni配位，导致N原子中的电子耗散，因此提高催化反应活性。本研究不仅开发一种高效、绿色的转移加氢体系，还展示了在非金属位点上进行转移氢反应的前景。

我院2018级博士生冯云超为该文第一作者，我院能源化工研究所林鹿教授和曾宪海教授为通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划（2019YFB1503903）、国家自然科学基金（21978248）和福建省自然科学基金杰出青年基金（2019J06005）等资助。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01386

(图/文   能源化工研究所)