利用清洁电能来活化惰性化合物已经引起了广泛关注。在有机电合成中，均相氧化还原介质（RMs）是实现这一目的的有效平台。然而，理解氧化还原介质在原位条件下的电子结构、电极表面的电子传输过程以及底物的吸附-脱附动力学仍然是一个挑战。
基于此，2025年3月19日，清华大学王定胜等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Phosphorus-Doped Single Atom Copper Catalyst as a Redox Mediator in the Cathodic Reduction of Quinazolinones》的研究论文。
在此，作者合成了一种具有CuN₃P₁微配位结构的铜单原子催化剂（SAC，命名为Cu-N-P@NC），并将其用作一种独特的阴极氧化还原介质。
将磷原子引入配位体系可以调节SAC的电子金属-载体相互作用，优化催化剂与底物的吸附-脱附动力学，并加速电化学反应。
利用这种异质SAC策略，作者实现了惰性喹唑啉酮框架的新型电还原偶联合环反应。该Cu-SAC表现出极高的催化活性和底物兼容性，能够在克级规模平稳运行。此外，研究人员还将SAC应用于修饰11种天然产物分子。
通过结合微配位环境调控和理论吸附模型，作者阐明了电极-RMs-底物相互作用对反应动力学和催化效率的显著影响，这对于均相RMs来说是一个挑战。
这种方法为推进高效的有机电合成反应提供了一条新途径，并为机理研究提供了重要的见解。
Phosphorus-Doped Single Atom Copper Catalyst as a Redox Mediator in the Cathodic Reduction of Quinazolinones, Angew. Chem. Int. Ed., 2025.https://doi.org/10.1002/anie.202505085
