通过O₂对烷烃分子中的C(sp³)-H化学键进行氧化是个非常重要的过程，金刚烷氧化为金刚烷醇同样具有非常重要的意义，因为金刚烷醇分子是非常重要的药物化学分子和光刻胶分子，而且金刚烷氧化为金刚烷醇也是重要的模型反应。人们成功发展了一些均相催化剂、异相催化剂能够进行催化该反应，但是通常难以使用O₂实现这种催化氧化反应。

通过异相和均相复合形成的催化剂有望能够实现独特催化活性，并且能够调控催化催化反应性能，但是发展此类复合结构催化剂的相关发展非常缺乏。

有鉴于此，大阪市立大学Masazumi Tamura、日本东北大学Keiichi Tomishige等报道发现CeO₂/2-氰基吡啶复合催化剂具有抓氢作用的烷烃C-H键活化催化剂，这种复合催化剂以空气作为氧化剂，选择性的将烷烃氧化为醛或者酮。

本文要点：

（1）

反应情况。以金刚烷作为反应物，加入CeO₂、氰基吡啶作为催化剂，在乙腈溶剂和90 ℃中进行反应。

（2）

相关实验和DFT理论计算结果，氰基基团中的N原子吸附在CeO₂表面，随后在CeO₂氧化还原过程中起到N-自由基位点作用。通过CeO₂中Ce⁴⁺还原为Ce³⁺，导致氢原子被氰基N原子摘取。因此2-氰基吡啶中的N原子作为准自由基抓取底物分子C-H键的氢原子。

参考文献

Masazumi Tamura*, Eiji Sagawa, Akira Nakayama, Yoshinao Nakagawa, and Keiichi Tomishige*, Hydrogen Atom Abstraction by Heterogeneous–Homogeneous Hybrid Catalyst of CeO₂ and 2-Cyanopyridine via Redox of CeO₂ for C–H Bond Oxidation with Air, ACS Catal. 2021, 11, 11867–11872

DOI: 10.1021/acscatal.1c03757

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03757