1.唐智勇院士&吴骊珠院士Nature Commun：光电催化芳基溴和胺交叉偶联

光电催化是具有前景的有机化合物转化平台，光电催化技术具有能量消耗较低并且绿色的优势。目前光电催化有机合成领域的反应类型通常局限于简单的氧化反应和C-H键活化。金属光电催化构筑C(sp²)-N化学键仍未曾得到研究和发展。

有鉴于此，中国科学院理化技术研究所吴骊珠院士、Jian Li、国家纳米科学中心唐智勇院士等报道Ni作为催化剂进行光电催化，在温和条件下实现了制备苯胺衍生物。

本文要点

1）实验和理论计算研究结果显示光阳极生成的有机胺自由基能够与Ni催化剂加成，这种方式绕过了缓慢的亲核进攻反应，因此反应能够在非常低的过电势（-0.4 V vs. Ag/AgNO₃）进行，而且避免传统电化学合成面临的产物继续氧化问题。

2）这种光电协同催化反应方法具有非常好的官能团容忍，广泛的底物兼容，而且能够将一些非常中重要的天然产物化合物或者药物化合物进行修饰。    

参考文献

Wang, J., Li, S., Yang, C. et al. Photoelectrochemical Ni-catalyzed cross-coupling of aryl bromides with amine at ultra-low potential. Nat Commun 15, 6907 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-51333-6

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51333-6

2.清华大学Nature Commun：电化学立体选择性SN1合成    

通过碳正离子中间体进行电化学反应能够以可持续发展的方式构筑功能分子以及复杂结构分子。由于电催化反应体系通常具有较高的离子电解质浓度，因此控制电催化反应的立体选择性是个非常大的挑战。

有鉴于此，清华大学罗三中教授、张龙博士等报道通过烯胺催化反应的方式在阳极生成手性α-亚胺碳正离子，从而实现了立体选择性S_N1合成。

本文要点

1）阳极形成的α-亚胺碳正离子能够被许多亲核试剂（包括醇、水、硫醇）捕获，并且具有非常好的立体选择性。

2）立体选择性反应的关键S_N1步骤是通过三级胺介导的质子穿梭方式进行，这种反应有助于反应过程中实现更好的面选择性。通过这种电化学立体选择性方法，使用手性一级胺催化剂对α-枝状有机醛进行氧化官能团化转化。对一系列亲核试剂（包括非常弱的亲核试剂）进行反应时，都得到非常好的产率和高立体选择性。反应机理研究说明反应通过碳正离子中间体，三级有机胺促进的N-H-X质子穿梭在决定立体选择性的过程中起到关键的作用。这种电化学α-亚胺碳阳离子过程有可能拓展亚胺催化的领域，丰富碳阳离子催化反应。

参考文献

Lin, Q., Duan, Y., Li, Y. et al. Enantioselective S_N1-type reaction via electrochemically generated chiral α-Imino carbocation intermediate. Nat Commun 15, 6900 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-50945-2

https://www.nature.com/articles/s41467-024-50945-2

3.香港城市大学Nature Commun：光利用率超12 %的高效率Sn/Bi₂O₃-InGaP/GaAs/Ge光电催化CO₂转化体系

人们对于发展创新方法用于控制CO₂排放以及转化CO₂为燃料的需求，发现光电催化体系具有前景。光电催化体系能够高效率的制备气相产物，目前面临着如何生成液相燃料的困难。

有鉴于此，香港城市大学何志浩(Jr-Hau He)教授等报道InGaP/GaAs/Ge光电极光阳极与Sn-Bi₂O₃光阴极集成了光电催化体系，能够将CO₂转化为液态甲酸。

本文要点

1）构筑的两电极体系能够稳定的工作100 h，产率达到17.3 mmol L^-1 h^-1，法拉第效率达到88 %。在一个太阳光照射时，太阳能转化为燃料的效率达到12 %，电能利用效率达到60 %。

2）这个体系的性能来自Sn和Bi₂O₃之间的金属-半导体界面，这种金属-半导体界面能够连接电子结构，并且产生电场。这项研究发展的太阳能驱动CO₂转化体系具有非常好的操作持久性，高效的制备液相产物。    

参考文献

Khan, B., Faheem, M.B., Peramaiah, K. et al. Unassisted photoelectrochemical CO₂-to-liquid fuel splitting over 12% solar conversion efficiency. Nat Commun 15, 6990 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-51088-0

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51088-0

4.鲁统部&余自友Angew：氧阴离子修饰RuO₂用于高性能质子交换膜电解槽

质子交换膜电解槽（PEMWE）的阳极OER催化剂需要使用昂贵且稀有的铱催化剂。RuO₂具有更低的价格和较高的OER活性，但是稳定性较差。    

有鉴于此，天津理工大学鲁统部教授、余自友教授等报道一种阴离子改性策略，提高RuO₂的酸性OER性能。

本文要点

1）设计了将硫酸盐固定在RuO₂/MoO₃的多组分催化剂，在10 mA cm^-2电流密度得到190 mV的过电位，而且能够稳定工作500小时，催化剂性能衰减的速率非常低（仅为20μV h^-1）。组装为PEMWE电解槽实现了500 mA cm^-2得到150 h的优异稳定性。

2）实验和DFT理论结果表明，MoO₃能够稳定RuO₂表面的硫酸根阴离子，抑制OER过程中浸出。这种MoO₃锚定硫酸盐的策略能够降低RuO₂表面*OOH中间体的形成能，阻碍表面Ru的损失、晶格氧的损失，从而实现了更高的OER活性和优异的催化持久性。

参考文献

Ying Duan, Lin-Lin Wang, Wen-Xing Zheng, Xiao-Long Zhang, Xiao-Ran Wang, Guo-Jin Feng, Zi-You Yu, Tong-Bu Lu, Oxyanion Engineering on RuO₂ for Efficient Proton Exchange Membrane Water Electrolysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202413653

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202413653

5.兰亚乾Angew：COF内构筑单原子电子桥增强光催化制氢

光催化制氢是未来最具前景的技术之一。有鉴于此，华南师范大学兰亚乾教授、Run-Han Li、Jie Zhou等设计了一种金属-共价有机框架材料（MCOF, metal-covalent organic frameworks），这种材料具有小型金属节点和氮原子富集的配体，命名为COF-Cu₃TG。

本文要点

1）设计选择小型金属节点增加活性位点的密度，降低电子转移到活性位点的距离。构筑结构中的氮富集有机配体节点在光催化反应中实现了金属原子的原位锚定，从而形成层间单原子的电子桥结构，加快电子传输。通过这两种设计能够增强光催化活性。

2）通过进一步Ru原子修饰，并且加入光敏剂分子，在层内的空间构筑N₂-Ru-N₂电子桥（Ru-SAEB, single-atom electron bridge），因此显著增强光催化制氢效率，光催化制氢性能达到10.47 mmol g^-1 h^-1。通过理论计算和EXAFS表征，说明了Ru-SAEB的催化反应机理，并且进一步验证了Ru-SAEB结构的设计非常合理。通过相邻的Cu₃簇和Ru-SAEB能够进行电子转移。这项工作说明Ru-SAEB的小分子簇结构有助于光催化制氢反应。    

参考文献

Jie Li, Jie Zhou, Xiao-Han Wang, Can Guo, Run-Han Li, Huifen Zhuang, Wenhai Feng, Yingjie Hua, Ya-Qian Lan, In situ Construction of Single‐Atom Electronic Bridge on COF to Enhance Photocatalytic H₂ Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202411721

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202411721

6.林松JACS：电催化含胺分子的α,β-不饱和化进行β-C(sp3)-H氟化

对生物活性化合物安装C(sp³)-F化学键能够应用于医药、农药化学调节药代动力学和药效学特性。由于复杂结构化合物的C(sp³)-H氟化方法非常罕见，而且通常需要步骤复杂耗时费劲的从头合成，这是发展新型药物的主要挑战。    

有鉴于此，康奈尔大学林松教授、美国基因泰克公司Jack A. Terrett等报道一种普适性且简单方便的合成方法，能够对酰胺化合物进行位点选择性的β-C(sp³)-H化学键进行氟化。

本文要点

1）该反应的反应物兼容酰胺、磺胺、氨基甲酸酯，能够容忍包括氮杂环芳烃的多种多样的结构。

作者发展了电化学Shono氧化反应实现位点选择性官能团化，实现通过α,β-去饱和化过程生成烯胺衍生化合物。

2）作者开发了一系列反应并且将烯胺中间体转化为β-氟-α-官能团分子结构，从而高效率的得到靶点，从而有助于加快药物发现。    

参考文献

Luiz F. T. Novaes, Justin S. K. Ho, Kaining Mao, Elisia Villemure, Jack A. Terrett*, and Song Lin*, α,β-Desaturation and Formal β-C(sp³)–H Fluorination of N-Substituted Amines: A Late-Stage Functionalization Strategy Enabled by Electrochemistry, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c02548

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c02548

7.JACS：双金属纳米平台可通过干扰细胞通讯治疗前列腺癌

信使分子介导的细胞通讯在肿瘤的发生和发展过程中具有重要作用。有鉴于此，上海交通大学倪大龙教授和Han Wang博士开发了负载PtCl₂(OH)₂(NH₃)₂[即Pt(IV)]、对pH敏感的ZIF-8双金属纳米平台，其可通过干扰1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)介导的细胞通讯来治疗前列腺癌。

本文要点

1）研究发现，Pt(IV)结合的肌醇单元能够有效地干扰IP3的功能（细胞中的重要信使）。实验结果表明，IP3信号降低会进一步下调细胞质Ca²⁺浓度及下游信号转导，以抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭。

2）与此同时，ZIF-8在酸性肿瘤微环境中释放的Zn²⁺能够降低三磷酸腺苷的生物合成，以进一步限制细胞间的通讯。综上所述，该研究设计的干扰细胞通讯的策略具有良好的可行性，有望为肿瘤治疗提供一个新的方法。

参考文献：

Siyang Zhang. et al. Bimetallic Nanoplatforms for Prostate Cancer Treatment by Interfering Cellular Communication. Journal of the American Chemical Society. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c06267    

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06267

8.天津大学ACS Catal：Mn作为电子存储器增强RuMnOx@RuOx酸性OER性能

设计低贵金属质量的高活性且耐用电催化剂促进动力学缓慢的OER反应是制氢反应至关重要的环节。

有鉴于此，天津大学王庆法教授等报道表面Ru富集且含有氧缺陷的RuMnO_x@RuO_x-1.5，这个催化剂利用MnO_x存储电子，实现了活性增强且稳定的催化剂。

本文要点

1）RuMnO_x@RuO_x-1.5催化剂具有91.2 μg_Ru cm^-2的超低质量负载，在1.5 V达到1645 A g_Ru^-1，长期运行稳定时间>240 h，在0.5 M H₂SO₄具有高稳定性（6.22×10⁴）。

2）实验表征和理论计算结果发现，间隔的Mn原子发生溶解，使得相邻的Mn能够存储电子的作用，补充Ru活性位点的电子，抑制Ru的过度氧化，因此延长稳定性。晶体-非晶异质界面、丰富的氧空位和稳定的Ru−O−Mn原子结构共同促进了优异的催化活性。Ru位点和羰基中间体之间的弱吸附降低了从O*转变为*OOH的能垒，实现了吸附物转化机理（AEM）。这项工作为设计质子交换膜水电解的OER电催化剂提供了方向。    

参考文献

Yue Qin, Xiaopo Niu, Rong Zhao, Jiuyi Sun, Zhihong Xu, Zhen Guo, Danni Liu, Lili Guo, Chang Liu, Junfeng Zhang, Qingfa Wang*, Manganese as Electron Reservoir Stabilized RuMnO_x@RuO_x with Enhanced Activity and Robust Durability for Acidic Water Oxidation, ACS Catal. 2024, 14, 12970-12981

DOI: 10.1021/acscatal.4c01707

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01707