1.湖南大學Nature Synthesis：通過過硫酸鹽誘導1,4-金屬酸鹽遷移的立體特異性C-O硫酸化硫酸化是生物分子中普遍存在的翻譯后修飾，主要通過O-磺化（O-SO3）靶向含有OH基團的底物。近日，湖南大學李家昆等人報道了過硫酸鹽通過1,4-金屬酸鹽遷移對立體特異性C-O硫酸化的一種獨特反應性。1) 通過形成C-O鍵進行硫酸化的方法可以從廣泛的底物范圍內以立體選擇性的方式獲得有機硫酸鹽，但其機理仍不明確。在過氧化物氧化中，通過1,2-金屬酸鹽遷移形成的立體特異性C-O鍵尚未被用于創建除C-OH之外的其他C-O鍵。2)借助易于獲得的、由天然官能團衍生的立體有機硼化合物和串聯硼酰化-硫酸化方法，作者將該研究擴展到包括烯烴的氫硫酸化、C-H硫酸化、脫羧硫酸化、去鹵硫酸化和脫氨基硫酸化，這些目前都是不容易獲得的。
參考文獻
Zetao Zhao et.al Stereospecific C–O sulfation via persulfate-induced 1,4-metallate migration Nature Synthesis 2024DOI: 10.1038/s44160-024-00636-zhttps://doi.org/10.1038/s44160-024-00636-z2.大連化物所鄧德會Angew：CoNi@石墨烯實現全光譜光熱電催化OER 在催化活性位點實現高效太陽能熱轉換（STC，Solar thermal conversion）對于利用太陽能促進催化反應至關重要，但同時具有非常大的挑戰。有鑒于此，中國科學院大連化物所鄧德會研究員、于良研究員等報道通過制造由石墨烯封裝的CoNi納米粒子組成的納米籠結構，得到了全光譜STC和優異的電催化OER性能。這種催化劑對太陽光譜的吸收率接近98%，STC效率高達97%，優于以前的太陽能熱催化材料。1）在各種電流密度下，它為太陽能照射下的電催化OER顯著降低超過240 mV，這是傳統熱化學體系幾乎無法實現。通過CoNi-C相互作用調節石墨烯的電子結構與光捕獲納米籠對光的多重吸收之間的協同作用，實現了高效率STC。2）理論計算表明，高溫導致振動自由能增加，促進電勢限制步驟（O*→OOH*）的進行，降低了OER反應的過電勢。
Dehui Deng, Mingxia Xu, Qiming Bing, Yunchuan Tu, Yunlong Zhang, Mo Zhang, Yafeng Cai, Jinlei Li, Xianguang Meng, Jia Zhu, Liang Yu, Full‐Spectrum Light‐Harvesting Solar Thermal Electrocatalyst Boosts Oxygen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202412049https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.2024120493.中科大曾杰等Angew：AuFe/ZSM-5低溫甲烷氧化制備乙酸甲烷直接氧化反應，尤其是甲烷有氧氧化制備乙酸仍然是個巨大的挑戰。有鑒于此，中國科學技術大學曾杰教授、李洪良副教授等報道Au-Fe催化劑擔載于ZSM-5上，能夠將甲烷與O2作為氧化劑在CO氣氛轉化為乙酸。Au納米粒子能夠催化CO、O2、H2O生成羥基，ZSM-5擔載的原子分散Fe能夠利用OH實現CH4和CO偶聯生成乙酸。1）50 mg Au-Fe/ZSM-5分子篩催化劑在62 bar氣氛（CH4:CO:O2=14:14:3）和120 ℃反應3 h，能夠生成5.7 mmolCH3COOH g-1，選擇性達到92 %，性能比大多數報道的催化劑都更好。令人印象深刻的是，催化劑在60 ℃仍具有催化活性。2）作者認為這種羥基的反應路徑有助于設計和改善催化劑用于低溫甲烷轉化。
Bo Wu, Haibin Yin, Xinlong Ma, Rongjia Liu, Bingxuan He, Hongliang Li, Jie Zeng, Highly Selective Synthesis of Acetic Acid from Hydroxyl-Mediated Oxidation of Methane at Low Temperatures, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202412995https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024129954.華東理工Angew：PdH納米簇修飾WCx形成反向氫溢流促進電催化HER質子交換膜（PEM）電解水器件是具有前景的制備綠氫的級數，但是PEM需要使用大量PGM鉑族金屬。將PGM貴金屬修飾在載體上不僅能夠改善貴金屬的原子利用率，而且能夠增強本征催化活性。但是在實際的PEM電解器件中，如何調節氫的吸附/脫附，在催化劑表面形成較高的覆蓋地仍然是個巨大的挑戰。 有鑒于此，華東理工大學楊化桂教授、戴升教授、劉鵬飛副教授等報道原位生成穩定的Pd的氫化物納米簇修飾在WCx載體上，用于PEM電解水制氫。1）在PEM電解條件下，氫能夠插嵌到Pd催化劑中形成PdHx，PdHx具有比較弱的氫結合能（HBE），從而能夠產生WCx（HBE氫結合能比較強）向PdHx的反向氫溢流，通過原位表征、電化學實驗、理論計算等研究結果驗證了反向氫溢流現象。2）Pd擔載量僅為0.022 mg cm-2的PdHx在PEM電解測試中能夠在~1.66 V實現1 A cm-2電流密度，而且能夠穩定的工作200 h沒有明顯的性能降低。這種創新型策略發展了反向氫溢流效應設計高性能的PGM電催化。
Hao Fan, Qian Qian Yang, Song Ru Fang, Yi Ning Xu, Yao Lv, Hao Yang Lin, Miao Yu Lin, Ji Kai Liu, Yi Xiao Wu, Hai Yang Yuan, Sheng Dai, Peng Fei Liu, Huagui Yang, Operando Stable Palladium Hydride Nanoclusters Anchored on Tungsten Carbides Mediate Reverse Hydrogen Spillover for Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202412080https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024120805.四川大學&南開大學Nature Commun:相鄰Fe-N4的協同作用改善Fenton處理污水 如何實現高效可持續的環境催化劑對于解決全球性的水體污染問題至關重要。單原子Fenton反應過程是一種具有前景的技術，由于單原子催化劑的合成以及調節第一配位層之外的因素，導致單原子Fenton反應技術的發展受到阻礙。有鑒于此，四川大學賴波教授、南開大學展思輝教授等報道高性能的單原子催化劑具有令人印象深刻的Fenton反應活性，而且通過與FeN4相連的豐富拓撲缺陷位點改善穩定性。1）通過Fe-N4位點之間的耦合作用以及相鄰本征缺陷位點，從而能夠表現協同相互作用。DFT理論計算結果顯示本征缺陷能夠通過長程相互作用改善相鄰Fe中心的d能帶的電子結構，因此顯著促進Fe-N4位點的本征催化活性。2）在器件級別的催化反應壽命以及長期穩定性測試結果顯示，這種催化劑是具有前景的工業級污水處理技術。這項研究展示了協同缺陷位點能夠改善單原子Fenton反應性質，有助于理性的設計材料促進可持續環境修復。
Wu, Z., Xiong, Z., Huang, B. et al. Long-range interactions driving neighboring Fe–N4 sites in Fenton-like reactions for sustainable water decontamination. Nat Commun 15, 7775 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-52074-2https://www.nature.com/articles/s41467-024-52074-26.Nature Commun：水催化炔基轉化為FeMo-碳炔過渡金屬卡拜分子式在構筑C-C化學鍵、炔烴復分解、炔烴偶聯領域非常重要，目前大多數鐵碳炔化合物需要雜原子穩定。有鑒于此，北京師范大學王文光教授、多倫多大學宋大同教授等受到生物啟發發展了一種FeMo雙原子碳炔化合物，能夠將C2H2通過一系列中間體進行轉化。1）作者發現μ-η2:η2-C2H2配體與負氫反應，能夠生成烯烴(μ-η1:η2-CH?=?CH2)，這個烯烴配體能夠通過互變異構（tautomerization）轉化為碳炔(μ-CCH3)。乙烯或者卡拜能夠發生質子化生成氫碳炔雙金屬化合物。2）反應機理研究結果顯示，H2O作為質子穿梭的重要作用，有助于通過質子轉移過程將烯結構變成橋式碳炔。
Zhai, X., Xue, M., Zhao, Q. et al. Water-catalyzed iron-molybdenum carbyne formation in bimetallic acetylene transformation. Nat Commun 15, 7729 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-52116-9https://www.nature.com/articles/s41467-024-52116-97.浦侃裔Chem. Soc. Rev.：用于分子成像和疾病治療的酶反應多鎖光學探針光學成像是生物體內生物分子非侵入性可視化不可或缺的工具，從而為疾病診斷和圖像引導疾病治療提供了一種靈敏方法。近日，新加坡南洋理工大學浦侃裔等人對用于分子成像和疾病治療的酶反應多鎖光學探針進行了綜述研究。1) 與傳統的“始終開啟”光學探針相比，在生物標志物存在的情況下專門開啟光學信號的單鎖可激活光學探針（SOP）顯示出更高的檢測靈敏度和成像質量。然而，由于健康組織中非特異性生物標志物的表達，此類SOP在疾病診斷中仍顯示“假陽性”結果。相比之下，同時檢測多種生物標志物的多鎖可激活光學探針（MOP）可以提高對某些生物分子行為或病理狀況的檢測特異性。2) 作者討論了酶反應性MOP的最新進展，重點討論了它們的生物醫學應用。MOP的更高檢測特異性反過來可以提高疾病診斷的準確性，提高圖像引導疾病治療的療效，同時對周圍健康組織的毒性最小。最后，作者討論了當前的挑戰，并提出了MOP的未來應用。
Penghui Cheng and Kanyi Pu Enzyme-responsive, multi-lock optical probes for molecular imaging and disease theranostics Chem. Soc. Rev. 2024https://doi.org/10.1039/D4CS00335G8.Domen教授Adv Mater綜述：如何評價光催化分解水測試體系光催化分解水目前是這些年熱門的研究領域，因此光催化的實驗數據的報道結果標準化變得非常重要，從而能夠讓領域的其他研究者更好的理解這些研究結果。但是，目前光催化的實驗方法和性能測試方法仍然不系統。有鑒于此，信州大學/東京大學/韓國慶熙大學Kazunari Domen教授等綜述報道光催化分解水的實驗步驟和光催化反應性能標準化，以及光催化分解水的基本理論。1）總結了光催化分解水的基本概念，反應體系的搭建和選擇（包括催化反應器、常見的光催化反應器以及指導設計、反應器的各種類型和反應動力學、光源），光催化活性的標準化（包括光催化反應速率和光強度之間的關系、光催化反應速率和光催化劑數量之間的關系、能量轉化的效率）。2）前景與展望。目前光催化領域不斷發展，因此人們報道了許多新穎的光催化劑。因此人們需要開發更有實用性和標準進行光催化劑的評價。在光催化分解水的裝置方面，真空密閉體系光催化器是標準的光催化反應器，但是目前常壓流動相光催化反應器同樣得到快速的發展。此外，目前光催化劑通常使用的是粉末，并且需要磁力攪拌促進傳質，但是仍然難以達到工業化的量級。因此需要將光催化劑固定并且解決傳質的困難，這需要未來的進一步發展。對于光催化的工業化，人們需要光催化性能的突破發展。同時目前需要開始對工業化進行初步的探索。比如使用自然光源進行光催化的時候，面臨許多不可控的因素，包括變化的溫度和輻照強度，這影響光催化性能。未來人們需要研究這些問題的影響，并且確定光催化性能的評價標準，以及長期穩定性、對環境的抵抗性、整個體系的效率、能源轉化效率等。
Tsuyoshi Takata, Lihua Lin, Takashi Hisatomi, Kazunari Domen, Best Practices for Assessing Performance of Photocatalytic Water Splitting Systems, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202406848https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202406848
