「国家杰青」兰亚乾领衔！华南师范大学刘江/港城大刘彬JACS | 异金属团簇催化剂！

该研究针对乙烯和丙烯选择性氧化制备平台化学品中传统热氧化方法复杂、效率低下的问题，旨在开发一种在温和条件下实现烯烃级联氧化的新催化体系。研究构建了一种氧化还原异金属团簇(Tiᴵⱽ16Mnᴵᴵ4)催化剂，并在光电化学系统中实现了乙烯和丙烯的级联氧化。通过原位表征和理论计算发现，在光电化学操作下，团簇外围Mnᴵᴵ中心与内部{Tiᴵⱽ16O22}电子储库之间发生电子转移，产生多种活性氧化态，进而活化反应物并生成稳定的溴自由基和羟基自由基中间体。该催化系统通过共享的自由基主导机制，可控制备出溴乙醇、溴丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、溴乙酸和溴丙酮等多种产物，具有高转化率（>99%）、高产率（最高达87%）和高法拉第效率（最高达75%）。研究结论表明，该级联催化系统适用于广泛的烯烃底物并可持续规模化生产，为烯烃的高效、绿色转化提供了新范式，具有显著的工业应用前景。