1.中科大JACS：Ni電催化立體選擇性交叉脫氫偶聯(lián)α、γ硝基烷基化
電催化不對稱轉(zhuǎn)化反應(yīng)為制備手性化合物提供一種符合可持續(xù)發(fā)展的路線，但是由于陽極氧化交叉脫氫偶聯(lián)反應(yīng)包含兩個不同的親核物，導(dǎo)致需要一種手性催化劑調(diào)節(jié)產(chǎn)物的立體結(jié)構(gòu)。有鑒于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭昌、安徽大學(xué)宋琎等報道能夠通過電化學(xué)反應(yīng)，以立體匯聚交叉脫氫反應(yīng)生成許多立體富集硝基酯。1）反應(yīng)機理研究結(jié)果表明Ni催化劑在電化學(xué)活化反應(yīng)物和決定立體選擇性的過程中起到關(guān)鍵的作用，通過電化學(xué)產(chǎn)生和Lewis酸結(jié)合的α-羰基自由基，并且這個α-羰基自由基和原位產(chǎn)生的硝酸酯陰離子之間以立體選擇性相互作用。2）這種電催化反應(yīng)能夠生成熱力學(xué)反應(yīng)非常困難的反應(yīng)物，比如對底物以極性翻轉(zhuǎn)方式反應(yīng)，構(gòu)筑全碳結(jié)構(gòu)位點，控制遠程立體結(jié)構(gòu)。 Juan Li, Minghao Liu, Boyuan Wei, Lingzi Peng, Jin Song*, and Chang Guo*, Enantioselective Nickel-Electrocatalyzed Cross-Dehydrogenative α- and γ-Nitroalkylation, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c13109https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c131092.JACS：利用雙機制發(fā)光原破壞膜完整性和誘導(dǎo)DNA損傷以對抗真菌感染和耐藥性開發(fā)創(chuàng)新的治療方案以解決抗真菌藥物的耐藥性問題是當前研究者關(guān)注的重點。已有研究表明，雙靶向作用機制（dual-targeting mechanism of action，MoA）能夠有效降低耐藥性。然而，哺乳動物和真菌細胞之間的結(jié)構(gòu)相似性往往會導(dǎo)致該策略的選擇性受到影響，從而使其向抗真菌藥物的發(fā)展轉(zhuǎn)化變得更加復(fù)雜。有鑒于此，新加坡國立大學(xué)劉斌院士和上海交通大學(xué)施雷雷教授開發(fā)了一種能夠解決真菌感染問題的雙靶向策略，即選擇性地將DNA結(jié)合分子引入到真菌的細胞核中。 1）實驗將剛性疏水單元整合到DNA結(jié)合域中，制備了抗真菌發(fā)光原（TPY和TPZ），它們具有增強的膜穿透能力和DNA結(jié)合性能。研究發(fā)現(xiàn)，這些化合物可通過去極化真菌膜和誘導(dǎo)DNA損傷等機制實現(xiàn)雙重靶向MoA，以增強抗病原真菌的效力，并且不會產(chǎn)生明顯的耐藥性。2）實驗結(jié)果表明，TPY和TPZ可在體外表現(xiàn)出強大的抗真菌活性，并且能夠在白色念珠菌誘導(dǎo)的小鼠陰道炎模型中產(chǎn)生理想的治療效果。綜上所述，該研究設(shè)計的多方位方法在克服耐藥性和推動抗真菌療法的發(fā)展等方面具有重要作用。Xianglong Liu. et al. Combating Fungal Infections and Resistance with a Dual-Mechanism Luminogen to Disrupt Membrane Integrity and Induce DNA Damage. Journal of the American Chemical Society. 2024 DOI: 10.1021/jacs.4c09916https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c099163.Angew：Cu-C3結(jié)構(gòu)單原子的Bi@C電極實現(xiàn)穩(wěn)定超快Na電池調(diào)節(jié)電極-電解液的界面對于設(shè)計電極催化材料至關(guān)重要，對于優(yōu)化電池性能非常重要。有鑒于此，揚州大學(xué)龐歡教授、寧波大學(xué)韓磊教授等報道一種結(jié)構(gòu)新穎的Cu-C3位點的單原子Cu的Bi@C催化劑，這種催化劑通過簡單的熱解MOF得到。1）實驗表征和理論計算結(jié)果表明Cu-C3位點能夠加快NaPF6-醚電解液的P-F和C-O化學(xué)鍵的解離，形成富含無機物的固體電解液界面。此外，Cu-C3位點具有的離域電子導(dǎo)致電荷不均勻分布，產(chǎn)生面內(nèi)局部電場，促進Na+吸附，降低Na+移動的能壘。因此，Bi@SA Cu-C催化劑得到目前最好的可逆容量，超高的倍率容量，長時間循環(huán)穩(wěn)定性。2）新制的全電池的容量高達351mAh g-1，對應(yīng)于265Wh kg-1的能量密度。這項工作為開發(fā)高性能Na離子電池，通過單原子調(diào)節(jié)器開發(fā)基于合金的陽極，將催化和增強作用形成一體。 Guochang Li, Yifan Tang, Yuhui Wang, Shuangxing Cui, Hao Chen, Yaoping Hu, Huan Pang, Lei Han, Single Atomic Cu–C3 Sites Catalyzed Interfacial Chemistry in Bi@C for Ultra–Stable and Ultrafast Sodium–Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202417602https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024176024.慕尼黑工業(yè)大學(xué)Angew：表征Cu-CHA和Cu-AEI分子篩中的Cu物種慕尼黑工業(yè)大學(xué)Johannes Lercher教授、Rachit Khare等報道通過原位XAS表征和理論計算模擬，發(fā)現(xiàn)新制或者老化Cu-CHA、Cu-AEI分子篩在NH3選擇性還原NOx的反應(yīng)過程的活性物種變化規(guī)律。 1）表征發(fā)現(xiàn)四種活性物種同時存在：和NH3配位的CuI陽離子、和分子篩配位的CuI陽離子、溶劑化的CuI陽離子、水熱老化處理產(chǎn)生骨架配位CuIIst。2）其中，只有在含有骨架外Al的分子篩在水熱老化處理過程中發(fā)現(xiàn)CuIIst位點。Cu-CHA內(nèi)的CuIIst位點比例（~46%）比Cu-AEI更高（28%）。因為AEI的扭曲通道結(jié)構(gòu)阻礙CuII陽離子的移動，Cu-AEI的水熱穩(wěn)定性更高。Mirjam Wenig, Rachit Khare, Andreas Jentys, Johannes Lercher, Hydrothermal Stability of Active Sites in Cu‐exchanged Small‐pore Zeolites for the Selective Catalytic Reduction of NOx, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202416954https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.2024169545.Angew：光催化C-H鍵官能團化合成烷基磷酸酯烷基磷酸酯是重要的醫(yī)藥分子結(jié)構(gòu)，但是通過C(sp3)-H官能團化合成烷基磷酸酯仍然具有非常大的困難和挑戰(zhàn)。有鑒于此，丹麥技術(shù)大學(xué)S?ren Kramer等報道通過烷基芳烴和沒有修飾官能團的亞磷酸酯（phosphite）之間的脫氫偶聯(lián)反應(yīng)合成芐基磷酸酯。1）該反應(yīng)兼容的芐基C-H鍵底物種類廣泛，而且具有溫和反應(yīng)條件和良好的官能團容忍。反應(yīng)機理研究發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)是自由基過程而不是陽離子路徑。2）這個反應(yīng)過程不需要非常特殊的試劑，能夠直接對沒有處理的芐基C-H鍵轉(zhuǎn)化，可以快速合成磷酸酯類藥物化合物。 Heng-Hui Li, Yuwen Liu, S?ren Kramer, Benzylic C(sp3)–H Phosphonylation via Dual Photo and Copper Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202420613https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024206136.武漢大學(xué)Nature Commun：糖苷C2位點立體選擇性硼化通過糖苷的位點選擇性修飾調(diào)節(jié)或者增強糖苷分子的生理性質(zhì)，目前成為開發(fā)藥物分子的重要方法學(xué)。但是，從容易得到的糖原料構(gòu)筑多個位點能夠衍生化的糖苷結(jié)構(gòu)仍然非常困難。有鑒于此，武漢大學(xué)陰國印教授、李陽陽等報道位點選擇性和立體選擇性的Ni催化反應(yīng)方法，對糖基進行羰基化。1）這種位點選擇性和立體選擇性的Ni催化反應(yīng)能夠方便的對C2位點修飾硼酸酯，得到一種合成C2位點修飾的罕見的方法，能夠進行下一步的C2位點轉(zhuǎn)化合成各種各樣的結(jié)構(gòu)罕見的糖。
2）這個方法具有廣泛的兼容性，容忍許多官能團和復(fù)雜天然產(chǎn)物或者藥物分子。此外，這種方法能夠合成天然產(chǎn)物或者藥物分子的類似物，表明這個方法的應(yīng)用前景。Shen, Z., Yu, Y., Wu, D. et al. Creating glycoside diversity through stereoselective carboboration of glycals. Nat Commun 15, 10167 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54016-4https://www.nature.com/articles/s41467-024-54016-4 7.福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所Nature Commun：CO2促進光催化芳基從N到C原子轉(zhuǎn)移合成烯基酰胺光催化N-to-C芳基轉(zhuǎn)移反應(yīng)能夠快速從簡單易得原料出發(fā)，構(gòu)筑具有應(yīng)用甲酯的酰胺化合物。有鑒于此，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所蘇偉平研究員、高玉珍等報道開發(fā)了亞磺酸鈉和N-芳基丙酰胺之間的反應(yīng)，實現(xiàn)了CO2促進可見光催化反應(yīng)，能夠?qū)原子上修飾的芳基官能團發(fā)生高效率的N原子向C原子芳基轉(zhuǎn)移，選擇性的合成四個取代基或三個取代基修飾的烯基酰胺。1）在這個光催化反應(yīng)中，1,4-N向C原子的自由基極性翻轉(zhuǎn)的芳基轉(zhuǎn)移是反應(yīng)的關(guān)鍵步驟。這個反應(yīng)方法表現(xiàn)了對移動芳基取代基的電子結(jié)構(gòu)容忍性，對電子豐富/電子缺乏的芳烴都容忍。 2）該反應(yīng)具有廣泛的底物種類，能夠合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜生物活性化合物在內(nèi)的超過90個反應(yīng)。該反應(yīng)使用豐富的無毒且價格便宜的CO2作為反應(yīng)物，并且表現(xiàn)優(yōu)異的烯基酰胺選擇性。 Liu, G., Ma, D., Zhang, J. et al. CO2-promoted photocatalytic aryl migration from nitrogen to carbon for switchable transformation of N-arylpropiolamides. Nat Commun 15, 10153 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54239-5https://www.nature.com/articles/s41467-024-54239-58.清華大學(xué)AM綜述：高熵合金材料在電池中的應(yīng)用 由于目前可充電電池的需求日益增加，因此需要改進電池的電化學(xué)性能。傳統(tǒng)的元素摻雜和表面修飾等技術(shù)無法達到電池實用性的要求。高熵合金材料（HEMs）具有穩(wěn)定的骨頭鏡像和優(yōu)異的組成/電子結(jié)構(gòu)柔性，能夠?qū)崿F(xiàn)電池材料的快速開發(fā)。有鑒于此，清華大學(xué)李寶華等從數(shù)量和質(zhì)量上總結(jié)高熵合金材料的性質(zhì)，并且對高熵合金材料機理如何增強進行總結(jié)和綜述。1）從合成、表征、應(yīng)用角度總結(jié)Li/Na/K電池的高熵層狀氧化物電極材料（HELOs），并且表明了合成-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)之間的關(guān)系。 2）總結(jié)討論高熵合金在電池領(lǐng)域的發(fā)展方向：包括精確的合成和控制、從結(jié)構(gòu)表征方面的反應(yīng)機理、結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系、如何通過理論計算和實驗方法結(jié)合快速篩選高熵合金。這項綜述有助于幫助研究者發(fā)展高性能可充電電池材料。 Yunshan Zheng, Yuefeng Meng, Xia Hu, Haoyang Peng, Lanlan Feng, Yao Wang, Baohua Li, Synthesis-Structure-Property of High-Entropy Layered Oxide Cathode for Li/Na/K-Ion Batteries, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202413202https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413202
