基于贵金属的双金属氧化物团簇是具有前景的催化剂。有鉴于此，日本横滨国立大学Ken Motokura等报道粒径1.2 nm的碳载RhRu双金属氧化物团簇催化剂，当使用O₂作为氧化剂，这种RhRu团簇催化剂在芳烃和羧酸的脱氢交叉偶联反应中表现优异的性能。

本文要点

(1)

通过球差校正电子显微镜（AC-HAADF-STEM）表征、EDS能谱表征、同步辐射XAS表征，验证RhRu双金属氧化物团簇催化剂的结构。动力学同位素效应和取代基效应研究结果说明切断芳烃C-H化学键是反应的决速步骤，该反应通过亲电的协同金属化去质子化机理eCMD（electrophilic concerted metalation−deprotonation）。

(2)

DFT理论计算结果能够支持提出的机理，而且计算结果说明活化C-H键的位点是Rh(V)而不是Rh(III)，同时Ru能够降低氧原子的负电荷，因此提高Rh(V)的亲电性。RhRuO_x/C对电子密集的芳烃表现更高的反应催化活性，该反应能够兼容脂肪族和芳香族羧酸分子。RhRuO_x/C催化剂在芳烃和羧酸制备酯的反应中表现前景。这项工作有助于双金属氧化物团簇形式的贵金属C-H活化催化剂。

参考文献

Shingo Hasegawa, Koji Harano, and Ken Motokura*, RhRu Bimetallic Oxide Cluster Catalysts for Cross-Dehydrogenative Coupling of Arenes and Carboxylic Acids, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c03467

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c03467