开发高效和简单的催化剂以揭示乙烯环氧化中的关键科学问题一直是化学家的长期目标，而多相分子状催化剂是理想的，它结合了均相和非均相催化剂的最佳方面。由于其定义明确的原子结构和配位环境，单原子催化剂可以有效地模拟分子催化剂。

在此，北京科技大学Xin Chen，清华大学Chen Chen报道了一种乙烯选择性环氧化的策略，该策略利用包含铱单原子的多相催化剂与类似于配体的反应物分子相互作用，从而产生类分子催化。该催化方案具有接近统一的选择性 (99%) 以生产增值环氧乙烷。

文章要点

1）研究人员研究了这种铱单原子催化剂提高环氧乙烷选择性的原因，并将这种提高归因于具有更高氧化态的铱金属中心与乙烯或分子氧之间的 π 配位。吸附在铱单原子位点上的分子氧不仅有助于加强铱对乙烯分子的吸附，而且改变其电子结构，使铱能够将电子提供给乙烯的双键π*轨道。

2）这种催化策略促进了五元氧杂金属环中间体的形成，从而导致对环氧乙烷的极高选择性。单原子催化剂模型具有显着的类分子催化作用，可用作抑制所需产物过氧化的有效策略。

将均相催化的概念应用到多相催化中将为新型先进催化剂的设计提供新的视角。

参考文献

Hongling Yang, et al, Heterogeneous Iridium Single-Atom Molecular-like Catalysis for Epoxidation of Ethylene, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c11380

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11380