选择性脱氢反应是有机化学中最具挑战性的科学问题之一。无受体脱氢（acceptorless dehydrogenation, AD）反应由于仅产生氢气副产物，是清洁、环境友好的活化脱氢反应策略，近年来得到广泛的关注。随着表面在位化学技术的发展，人们得以在分子水平探索无受体脱氢反应的过程与机理。然而，对于一些富含多种X-H键（X=碳、氮、氧等）的有机分子，由于X-H键具有相似的化学环境，如何可控、高选择性地实现连续的脱氢反应仍然是一大挑战。

苏州大学的迟力峰教授（点击查看介绍）课题组近年来聚焦表面辅助的C-H键活化及其反应选择性的问题，取得了一系列的研究成果（Science, 2011, 334, 213; J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 4904; J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 2809; Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 9881）。最近，他们通过设计合适的前驱体分子，成功实现了铜（111）表面可控的连续X-H键（X=N和C）活化反应。

在超高真空条件下，他们发现随着退火温度的不断升高，第一个N-H键、第二个N-氢键，邻位的第一个C-H键和第二个C-H键会在铜衬底的催化下可控地连续活化。利用扫描隧道显微镜（STM）和非接触式原子力显微镜（nc-AFM）表征，他们发现每一步脱氢反应伴随着相应的金属-有机超分子产物生成，从而在金属表面形成稳定有序的三角形结构。有趣的是，在逐步脱氢活化反应的过程中，整个三角形骨架保持完整不变，大大降低了位阻效应对该反应的影响。结合X射线光电子能谱（XPS）分析和密度泛函理论（DFT）计算，他们探索了该分步脱氢反应的机理和路径。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上，并被选为当期的内封面。文章的第一作者是该课题组的李青教授和博士研究生杨标，通讯作者是迟力峰教授。

该论文作者为：Qing Li, Biao Yang, Jonas Björk, Qigang Zhong, Huanxin Ju, Junjie Zhang, Nan Cao, Ziliang Shi, Haiming Zhang, Daniel Ebeling, Andre Schirmeisen, Junfa Zhu and Lifeng Chi

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Hierarchical Dehydrogenation Reactions on a Copper Surface

J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 6076, DOI: 10.1021/jacs.7b12278

导师介绍

迟力峰

http://www.x-mol.com/university/faculty/18377