Sci. Adv.：Pt单原子助力吲唑类药物快速构建

单原子催化剂由于其最大化的原子利用率、高的催化活性和选择性、明确的配位结构等优势近年来作为一颗催化新星引起了人们广泛的关注，它被认为是连接均相催化和非均相催化的纽带。目前，单原子催化剂在气相催化方面已经取得了很大的进展，而液相催化用于构建复杂分子或关键合成模块的研究相对滞后。因此，设计合成液相稳定性高的单原子催化剂用于药物关键中间体的高效高选择性构建具有重要的研究意义和应用价值。

吲唑骨架广泛存在于药物分子中，(E )-α-芳基腙的环化是构建吲唑亚结构单元的直接有效途径。传统α-芳基腙的合成主要得到Z 式产物，不能直接用于环化；且目前发展的光、热化学构型转化方法也不足以满足对(E )-α-芳基腙合成的需求，(E )-α-芳基腙高效高选择性合成仍是一个巨大的挑战。

近日，新加坡国立大学化学系罗健平（Loh Kian Ping）教授（点击查看介绍）和许民瑜（Koh Ming Joo）教授（点击查看介绍）团队合作设计合成了一种多孔CeO₂纳米棒负载的Pt单原子催化剂（Pt₁/CeO₂），以氨硼烷为绿色氢源，实现了α-芳基重氮酸酯的选择性还原，制备了一系列(E)-α-芳基腙化合物及吲唑类药物。

图1. Pt₁/CeO₂催化剂的结构表征：a-d) 原子相电镜照片；e) 甲醇TPD曲线；f-i）XANES、DFT模拟结构、EXAFS及XPS谱图。

作者首先通过STEM, EXAFS等手段证实Pt是以单原子形式存在，其配位数为4；CeO₂的多孔结构，高度分散的Pt单原子以及未饱和的Pt配位环境使得Pt₁/CeO₂的催化活性和选择性明显高于Pt纳米颗粒和其它单原子催化剂；由于反应条件温和，该方法展现出了良好的官能团选择性；以芳基乙酸酯为原料原位形成重氮底物，无需分离直接进行Pt₁/CeO₂催化的还原反应，可实现选择性(E )-α-芳基腙的制备；结合实验研究和密度泛函理论计算结果表明，Pt位点与N═N和酯羰基的配位是控制立体选择性的关键。

图2. Pt₁/CeO₂催化的选择性氢化还原

该方法的实用性还体现在以简明的合成步骤和较高的总收率快速构建了FDA批准的抗癌药物及其¹⁵N标记类似物，为吲唑类药物的合成提供了新的思路。

图3. 通过Pt₁/CeO₂选择性氢化还原制备复杂中间体及吲唑类药物

这一成果近期发表在Science Advance 上 ^[1]，新加坡国立大学化学系博士后刘翠波博士、陈仲欣博士、严欢博士和新加坡科技研究局（A*STAR）席识博研究员为本文的共同第一作者。研究工作得到新加坡国家研究基金的财政支持。

另外，Loh Kian Ping教授和Koh Ming Joo教授团队就单原子负载型催化剂继续展开深入合作，以碳纸为基底合成了自支撑的钴单原子插层二硫化钼催化剂（Co₁-in-MoS₂），以双氧水为氧化剂，实现了硫醚的选择性氧化，进而制备了一系列复杂的砜和亚砜类中间体和药物衍生物。

图4. 通过Co₁-in-MoS₂选择性氧化实现药物（Tamiflu）后修饰

这一成果近期发表在Advanced Materials 上 ^[2]，新加坡国立大学化学系博士后陈仲欣博士、刘翠波博士以及博士生刘佳为本文的共同第一作者。研究工作得到新加坡国家研究基金的财政支持。

1. 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）：

Expedient synthesis of E-hydrazone esters and 1H-indazole scaffolds through heterogeneous single-atom platinum catalysis

Cuibo Liu, Zhongxin Chen, Huan Yan, Shibo Xi, Kah Meng Yam, Jiajian Gao,Yonghua Du, Jing Li, Xiaoxu Zhao, Keyu Xie, Haisen Xu, Xing Li, Kai Leng, Stephen J. Pennycook, Bin Liu, Chun Zhang, Ming Joo Koh, Kian Ping Loh

Sci. Adv., 2019, 5, eaay1537, DOI: 10.1126/sciadv.aay1537

2. 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）：

Cobalt Single‐Atom‐Intercalated Molybdenum Disulfide for Sulfide Oxidation with Exceptional Chemoselectivity

Zhongxin Chen, Cuibo Liu, Jia Liu, Jing Li, Shibo Xi, Xiao Chi, Haisen Xu, In-Hyeok Park, Xinwen Peng, Xing Li, Wei Yu, Xiaowang Liu, Linxin Zhong, Kai Leng, Wei Huang, Ming Joo Koh, Kian Ping Loh

Adv. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adma.201906437

Kian Ping Loh（罗健平）教授简介

Kian Ping Loh教授，新加坡国立大学化学系教授，2018、2019高被引科学家。1996年于牛津大学获得博士学位，1996年至1998年在日本国家材料科学研究所从事博士后研究，随后就职于新加坡国立大学，为终身正教授。Loh Kian Ping教授领导研究团队取得了丰硕的成果，其中包括研发了大尺寸石墨烯的仿生生长与转移技术，大尺寸石墨烯的商业化应用；首次研制成功的世界最薄的石墨烯宽波段偏振器等。Loh Kian Ping教授在2010年被评为学院首席教授。2013年获得美国化学会 (ACS) NANO lectureship 奖。2014年获得新加坡“总统科学与科技奖”。至今为止，已经发表350余篇SCI论文，包括Nature（2篇）、Nat. Mater.、Nat. Nanotechnol.（2篇）、Nat. Chem.（3篇）、Nat. Energy、Nat. Photon.、Sci. Adv.、Nat. Commun.（14篇）、JACS、Angew. Chem.、Nano lett.、Adv. Mater. 等。Loh Kian Ping教授担任美国化学协会杂志Chemistry of Materials 副主编，英国物理所杂志2D Materials 的副主编, 杂志 Materials Horizon 的科学编辑，以及杂志Advanced Functional Materials 国际顾问委员会成员。

https://www.x-mol.com/university/faculty/63936

http://carbonlab.science.nus.edu.sg/

Koh Ming Joo（许民瑜）教授简介

许民瑜（Koh Ming Joo），新加坡国立大学助理教授，博士生导师。2012-2018波士顿学院博士和博士后（导师：Amir H. Hoveyda教授），2018/07回新加坡成立独立课题组。目前已发表SCI 论文14 篇，其中包括以第一作者发表Nature（4篇）及合作发表Science、Angew. Chem. Int. Ed. 等。许民瑜课题组从事催化有机合成方法学的研究，主要目标是开发可持续和有利的催化解决方案，解决化学合成中的关键和未解决的问题。研究方法将并采用丰富和廉价的催化剂，利用复杂分子直接和前所未有的断开来设计实用的立体选择性方法，促进化学、制药和聚合物行业的重要化合物的制备。

https://www.x-mol.com/university/faculty/47854

https://www.mjkohgroup.com/