原子分散铜光催化剂选择性去除胺甲基，10 毫摩尔放大并循环使用超过十次

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-20T07:40:00+08:00 · 更新 2026-08-20T07:40:44+08:00

核心结论

Nature Communications 8 月 19 日报告无贵金属异相光催化剂 Cu@f-gC3N4：原子分散铜负载在功能化石墨相氮化碳上，在 390 纳米照射和氧气气氛中将多类叔胺选择性转为仲胺。反应可放大到 10 毫摩尔，催化剂循环超过十次仍保持活性；距离制药生产仍需验证金属浸出、连续流放大和复杂底物兼容性。

Nature Communications 8 月 19 日发表选择性 N-去甲基化研究。把叔胺上的甲基或烷基去除，是药物代谢研究、先导化合物修饰和晚期胺类多样化中的常用步骤；传统路线可能依赖贵金属、强氧化剂或较难回收的均相体系。团队设计了一种无贵金属、可回收的异相光催化平台，希望用光和氧气完成更温和的选择性转化。

催化剂记为 Cu@f-gC3N4，由原子分散铜位点负载在功能化石墨相氮化碳上。在 390 纳米光照和氧气气氛中，多种叔胺，包括与药物相关的底物，被转化为仲胺并获得较高产率。论文报告反应可放大到 10 毫摩尔，催化剂经过超过十次循环仍保持活性，这两个指标分别对应初步放大能力与重复使用潜力。

团队用 XPS、固态核磁、STEM 和 EXAFS 确认铜位点的原子分散状态；自由基捕获、同位素标记、活性氧检测、动力学、原位红外与 DFT 计算共同支持一条光氧化还原路径：胺先被氧化，随后形成超氧物种并发生夺氢、亚胺鎓生成和水解。多种互补证据使该体系不只是“有效配方”，也提供了可用于后续催化剂设计的结构—机理联系。

对药物化学而言，可回收异相平台有机会简化后处理，并减少贵金属依赖；对光化学工程而言，原子分散位点提供了调节选择性的新空间。但 10 毫摩尔仍是实验室级放大，390 纳米光穿透、供氧与传质在更大反应器中会改变效率。后续需测量铜浸出、总能耗、底物和官能团边界，并在连续流与公斤级条件下比较催化寿命、分离成本及产品金属残留。

来源： Nature Communications 原始论文

信息来源

• Nature Communications 原始论文

可信度说明

来源为 Nature Communications 8 月 19 日开放获取论文，可核验 Cu@f-gC3N4、390 纳米光、氧气、10 毫摩尔放大、超过十次循环及多类机理实验。当前证据仍属实验室尺度；摘要未提供工业反应器能耗、铜浸出、公斤级稳定性和全部药物底物失败案例，绿色与可制造性结论需放大验证。

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