JACS：单分子结中的电子催化脱氢

兔兔

2021-05-28

研究电子如何通过单个分子传播是分子电子学的任务之一。然而，电子也是传导自由基反应的有效催化剂，这是一个经常被化学家忽略的特性。在解释单分子电导结果时应特别注意电子催化，原因很简单，单分子结可能会发生由电子介导或触发的意外反应。有鉴于此，美国西北大学J. Fraser Stoddart、厦门大学洪文晶教授和麦吉尔大学Hong Guo等人描述了一种与结构直觉相反的关系，即与包含共轭吡啶-乙烯骨架的分子形成的连接相比，采用饱和联吡啶-乙烷骨架的线性和环状分子均显示出相似的电导特征。

本文要点：

1）这项研究清楚地表明，在溶液中和在基于扫描隧道显微镜的断裂连接处都可以实现电子催化脱氢。利用乙烷到乙烯的转变来解释具有不同联吡啶-乙烷或联吡啶-乙烯骨架的分子之间的电导相似性。

2）使用DFT计算，表明电子触发了氧化还原催化作用，而电场促进了脱氢反应。报道的发现表明了电子催化在解释单分子电导结果时的重要性，并为单分子水平上的电催化制氢提供了一些基本的理解。为了更深入地了解逐步反应机理，需要对STM尖端和衬底之间的电场大小进行精确控制。

Hongliang Chen et al. Electron-Catalyzed Dehydrogenation in a Single-Molecule Junction. J. Am. Chem. Soc. 2021.

DOI: 10.1021/jacs.1c03141.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03141