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　　（single-atom catalystsღ✿，SACs）通过在载体表面构建原子级分散的金属活性位点ღ✿，为电催化体系提供了可调控的结构与电子自由度ღ✿，并已在多类能源转化反应中展现出独特优势ღ✿。然而ღ✿，现有研究仍主要集中于小分子电催化过程ღ✿，其在复杂有机合成中的作用机制与方法学潜力仍有待系统梳理ღ✿。

　　有机电合成以电子转移为核心驱动力ღ✿，但在多组分有机反应体系中ღ✿，界面电子行为难以被精确调控ღ✿，限制了反应选择性与效率的进一步提升ღ✿。相比传统均相催化体系ღ✿，单原子催化剂凭借明确的活性中心与可调配位环境ღ✿，为“电极–催化剂–底物”三元界面的电子转移设计提供了新的思路ღ✿，使有机电合成逐步向可编程的合成方法学方向发展ღ✿。

　　近日ღ✿，清华大学王定胜教授团队联合东北大学李文豪教授团队ღ✿、广西师范大学唐海涛教授团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊Chem上在线发表了题为“Advanced organic electrosynthesis empowered by single-atom catalysis”的综述性工作ღ✿，系统梳理了单原子催化在有机电合成领域的研究进展ღ✿，并从电极材料构筑策略ღ✿、典型反应体系及原位表征方法等方面总结了该方向的关键问题与未来发展机遇（图1）校长也风流电子游戏不朽情缘网址电子游戏不朽情缘网址ღ✿，为理解单原子催化推动有机电合成向方法学层面发展的研究框架提供了系统性视角ღ✿。

　　有机电合成通过外加电位在电极界面驱动氧化还原反应ღ✿，其运行依赖阳极与阴极的协同过程以及界面传质条件（图2）ღ✿。反应体系中的电解质不仅维持电流传导ღ✿，还通过调控离子分布与电双层结构ღ✿，影响底物在界面的富集行为与反应路径（图2F）ღ✿。其中ღ✿，阴极表面阳离子富集形成的补偿层及离子尺寸ღ✿、电荷密度差异ღ✿，可进一步改变底物的有效氧化还原电位与反应选择性ღ✿。

　　有机电合成中ღ✿，反应是否发生取决于电极费米能级与底物前线轨道之间的能级匹配关系ღ✿：阴极还原要求费米能级高于底物的LUMOღ✿，而阳极氧化则需低于其HOMOღ✿，通过外加电位调控可在电化学窗口内驱动多样化的氧化还原转化（图3A）ღ✿。基于该原则ღ✿，氧化与还原过程可通过不同方式组合ღ✿，形成非成对电解及多种成对电解模式ღ✿，在提高电子利用效率的同时降低副反应发生（图3B）ღ✿。此外ღ✿，催化剂还可通过介导电子转移或参与后续化学步骤实现间接电解过程ღ✿，其中不同类型催化剂在调控反应动力学与选择性方面发挥差异化作用（图3C）ღ✿。

　　由此可见ღ✿，有机电合成的效率和选择性ღ✿，与电极界面电子转移过程密切相关ღ✿，这使具有明确活性位点与可调电子结构的单原子催化剂成为有机电合成中极具潜力的界面调控平台ღ✿。当前相关研究主要通过自下而上与自上而下策略构筑单原子催化材料ღ✿，并结合多种表征手段确认其原子分散特征及配位环境（表1）ღ✿。

　　单原子催化电极的构筑策略主要包括滴涂ღ✿、电化学沉积及溶剂热生长等方法（图4）ღ✿。其中ღ✿，滴涂法将催化剂ღ✿、粘结剂与导电添加剂制成催化剂墨水涂覆于基底表面ღ✿，可快速获得组成可控ღ✿、附着力良好的单原子催化电极（图4A）ღ✿。电化学沉积依靠外加电场驱动金属配位离子在电极界面还原生成活性位点ღ✿，其结构受电双层调控ღ✿、传质行为与结晶动力学共同影响ღ✿，适于原位构筑单原子或高度分散的金属物种（图4B）ღ✿。溶剂热方法则在密闭高温高压环境中诱导前驱体在基底表面定向成核与生长校长也风流ღ✿，常用于构筑结构有序ღ✿、界面结合紧密的单原子催化电极或复合催化结构（图4C）ღ✿。

　　作者指出ღ✿，多类有机电合成反应的共同特征在于单原子位点能够稳定关键反应中间体并重塑反应路径ღ✿。在含氮化合物合成中ღ✿，引入CoPc或Fe–N4结构后ღ✿，NO3⁻或NO可被选择性还原ღ✿，并进一步参与C–N偶联生成氨基酸产物（图5A不朽情缘游戏网站登录ღ✿，ღ✿、5B）电子游戏不朽情缘网址ღ✿。在有机氮氧化物转化中ღ✿，多种单原子或双活性位点体系实现了硝基芳烃向苯胺及酰胺类化合物的高效转化（图5C电子游戏不朽情缘网址ღ✿、5D）ღ✿。此外ღ✿，在半加氢与脱卤反应中ღ✿，单原子结构通过调控氢吸附行为与中间体稳定性ღ✿，实现了更高选择性与氢原子利用率（图5E–G）ღ✿。

　　单原子催化剂可通过稳定不同类型的金属中间体不朽情缘电子游戏ღ✿，ღ✿，实现对有机电合成反应路径的定向调控ღ✿。原文以活性中间体类型为主线ღ✿，将单原子催化在有机电合成中的作用归纳为多种机制路径ღ✿。围绕M–∗Oღ✿、M–∗H电子游戏不朽情缘网址ღ✿、M–∗C等关键中间体ღ✿，不同单原子体系实现了选择性氧化ღ✿、氢化及C–N键构建等转化（图6）ღ✿。这些研究表明ღ✿，单原子位点通过稳定关键中间体ღ✿，在原子尺度上影响反应路径与选择性ღ✿。

　　单原子催化剂可在有机电合成中同时充当稳定的异相氧化还原媒介与异相金属反应单元ღ✿，通过在电极——底物之间高效传递电子并协同调控底物活化过程ღ✿，弥补传统均相体系在稳定性与可放大性方面的不足ღ✿。作为氧化还原媒介ღ✿，Cu/NC单原子催化剂能够高效活化CO2电子游戏不朽情缘网址ღ✿，引导其对烯烃发生电羧化反应ღ✿，实现产物的高选择性生成ღ✿，并有效抑制CO2的过度电还原（图7B）ღ✿；Fe-SA@NC体系同样以异相媒介形式参与反应ღ✿，可促进多类C–C与C–X键构建MG不朽情缘ღ✿，MG不朽情缘官方网站ღ✿，并成功应用于电氧化开环反应ღ✿，在流动电解与克级放大条件下表现出良好的适用性（图7D）ღ✿；Cu–N3P1@NC则被用于杂环骨架的电还原转化不朽情缘app下载ღ✿，ღ✿，展现出优异的底物兼容性与规模化合成潜力（图7E）ღ✿。除媒介作用外ღ✿，Zn单原子稳定负载于N掺杂碳载体并固定于阴极后ღ✿，可作为异相金属试剂直接参与反应ღ✿，实现亚胺的电化学烯丙基化ღ✿，在显著降低金属流失的同时获得优于金属锌电极的活性与稳定性（图7C）ღ✿。因此ღ✿，单原子催化剂不仅可作为稳定的异相氧化还原媒介参与有机电合成ღ✿，还能以异相金属试剂的形式直接介入反应过程ღ✿，为有机电合成提供新的策略与应用路径ღ✿。

　　在生物质衍生物转化中ღ✿，单原子催化剂同样表现出独特优势ღ✿。在呋喃醛类分子转化中ღ✿，Ru1Cu单原子合金通过促进水解离生成活性氢物种ღ✿，实现HMF向二羟甲基呋喃的高效电催化氢化ღ✿；Pd单原子位点通过调控氢溢流与吸附构型ღ✿，在中性条件下实现HMF向二甲基呋喃的高选择性还原ღ✿；Ru1-NiO体系则通过增强水解离生成∗OHღ✿，实现HMF及多种生物质醇类底物的选择性电氧化（图8A–C）电子游戏不朽情缘网址ღ✿。在木质素衍生物转化中ღ✿，单原子Pt或Ir位点可促进关键C–C键选择性断裂ღ✿，展示了SAC在复杂有机底物中的应用潜力（图8Dღ✿、8E）ღ✿。

　　在有机电合成环境下ღ✿，单原子催化中心的价态ღ✿、自旋态与配位环境会随电位持续变化ღ✿，因此原位表征成为解析反应机制的重要工具ღ✿。原位XAFS可实时追踪单原子位点的价态变化与配位结构演变ღ✿，实现结构参数与催化性能的直接关联ღ✿；原位FTIR通过监测特征振动信号ღ✿，揭示反应中间体的生成与转化路径ღ✿；原位Raman则适用于捕捉电极界面键结构与吸附物种的动态变化ღ✿。此外ღ✿，原位EPR可用于识别自由基参与的反应过程MG不朽情缘官网ღ✿。ღ✿，原位质谱则实现了气相产物与界面反应路径的实时追踪ღ✿。这些手段的协同应用ღ✿，使研究从静态结构描述逐步转向动态反应路径解析ღ✿。

　　总体而言校长也风流电子游戏不朽情缘网址ღ✿，单原子催化为有机电合成提供了一种从界面电子结构出发重新设计反应路径的材料平台ღ✿。作者指出ღ✿，其意义不仅体现在性能提升ღ✿，更在于为有机电合成提供可设计的反应方法学框架ღ✿。然而ღ✿，单原子位点在复杂反应条件下的稳定性ღ✿、电极界面结构与反应路径的协同设计以及机理认知仍有待进一步深入不朽情缘游戏手机版ღ✿，ღ✿。未来ღ✿，通过结合原位表征与理论计算校长也风流ღ✿，并推动工程化电合成体系的发展ღ✿，单原子催化有望促进有机电合成向可预测与可规模化的方向迈进（图9）ღ✿。

　　2025年底校长也风流ღ✿，Cell Press推出全新高质量开放获取期刊——Cell Press Blue（点击查看）ღ✿。该期刊致力于发表启发性ღ✿、突破性的生命科学ღ✿、物质科学ღ✿、医学ღ✿、可持续性及应用科学等领域的前沿创新研究ღ✿，汇聚全球顶尖科研力量ღ✿。Cell Press Blue坚持高标准的质量控制ღ✿，提供高效ღ✿、个性化的出版服务ღ✿，助力作者快速发表具有学术价值和产业影响力的研究成果ღ✿。