生物體利用金屬酶活化氧氣完成新陳代謝的氧化。受此啟發，科研人員發展了一系列重要的仿生催化氧化反應體系。其中，基於非血紅酶（牛磺酸雙加氧酶、甲烷單加氧酶等）活性中心結構構建的四氮鐵、錳配合物在羧酸輔助下活化H2O2，實現了對C=C鍵和C-H鍵的高效選擇性氧化。然而，配合物在均相氧化反應條件下易被氧化失活。長期以來，催化劑的氧化降解難題未得到有效解決。
中國科學院蘭州化學物理研究所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室孫偉課題組致力於非血紅素酶仿生催化氧化研究。近日，科研人員在前期發展的手性四氮金屬配合物催化氧化工作的基礎上（Acc. Chem. Res.），同時考慮生物酶催化的特點，將單一的錳配合物透過聚合反應，錨定在多孔聚合物孔道內，形成單位點的錳催化劑，實現了烷烴的C-H氧化和烯烴的不對稱環氧化反應。
研究發現，透過錨定活性組分在聚合物框架之中，有效降低了活性組分之間的催化氧化分解，實現了催化劑的重複利用。球差透射電鏡和同步輻射表徵證明了單位點錳催化劑的存在。
相關研究成果發表在ACS Catalysis上。研究工作得到國家自然科學基金、中科院潔淨能源國家實驗室和羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室的支援。
圖1.催化劑STEM和HAADF-STEM表徵圖
圖2.催化劑EXAFS和WT表徵圖
來源：中國科學院蘭州化學物理研究所
