苏州大学迟力峰教授课题组对Au(110)面上烷烃聚合反应构效关系的研究

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烷烃的选择性C-H键活化是化学研究的重点与难点。几年前，迟力峰教授团队就发现Au(110)面上吸附的烷烃分子可以在较为温和的条件下（约170℃）发生端甲基以及次端基的C-H键活化并引发分子间聚合（Science, 2011,334, 213）。该工作对于金催化的选择性C-H键活化具有非常重要的意义，并得到了广泛的关注。但在之前的研究中，人们对于Au(110)表面的催化活性位点并不清楚，主要原因是反应过程中发生了从(1×2)重构到(1×3)重构的转变。由于Au(110)的(1×2)重构表面是具有热稳定性的表面，因此要澄清该问题，并探讨烷烃在Au(110)表面聚合反应的构效关系存在着障碍，即如何获得分子吸附的(1×3)重构表面。最近，迟力峰教授课题组报道了该工作的最新研究进展，通过在烷烃上引入侧链基团或者使用低能电子束照射，可以获得全局（引入侧链基团这一方法）或者局部（低能电子束辐照的方法）覆盖了烷烃类分子的(1×3)表面。他们利用这些表面，通过扫描隧道显微镜表征比较了(1×2)和(1×3)重构对于烷烃聚合反应的差异。

图1. 低能电子束（LEEs）辐照法构建覆盖了分子的Au(110)-(1×3)重构表面

实验结果证实，Au(110)的(1×3)重构表面具有更高的反应活性。结构分析以及理论模拟表明，这种高活性来源于(1×3)沟槽内额外的一列金原子，这些金原子是表面具有较低配位数的金原子，符合之前人们在CO氧化中金原子催化能力研究的结论。该工作在精准的实验和理论计算中明确了Au(110)表面的催化活性位点，也为今后C-H键活化的催化剂设计提供了很好的借鉴。相关成果作为封面文章发表在J. Am. Chem. Soc. 上，文章的共同通讯作者是苏州大学的迟力峰教授和张海明副教授，第一作者是苏州大学的博士研究生孙科伟。

图2. Au(110)-(1×2)和(1×3)两种重构表面对于烷烃C-H键活化能力的比较

图3. 封面

该论文作者为：Kewei Sun, Aixi Chen, Meizhuang liu, Haiming Zhang, Ruomeng Duan, Penghui Ji, Ling Li, Qing Li, Chen Li, Dingyong Zhong, Klaus Müllen, Lifeng Chi

Surface-Assisted Alkane Polymerization: Investigation on Structure−Reactivity Relationship

J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 4820, DOI: 10.1021/jacs.7b09097