Science：MOF衍生Co纳米催化剂，含氮化合物合成大显身手！

负载型纳米催化剂由于耐受性强，可回收性高，在药物中间体等有机合成中具有重要应用前景。不断开发新型催化剂，以适应各种有机合成反应，是负载型纳米多相催化剂重要研究方向。

有鉴于此，MatthiasBeller等人报道了一种MOF衍生的石墨烯包裹Co纳米催化剂，可应用一系列还原胺化反应，高选择性制备至少上百种含氮化合物。

图1. Co纳米催化剂的制备流程

Co纳米催化剂的制备主要分为以下步骤：

1）在DMF溶液中原位制备含钴的MOF材料；

2）将MOF负载在活性炭上；

3）800℃惰性气体条件下热裂解。

由此得到活性炭负载的Co纳米颗粒，表征发现，Co纳米颗粒尺寸为5-30 nm不等，且大部分以Co@石墨化壳层或者Co@Co ₃ O ₄ 形式存在。

图2. Co纳米催化剂的表征

对比研究表明：

1） 金属的类型对催化活性影响巨大： 除了Co之外，以Fe、Mn、Cu、Ni为金属制备的相关纳米颗粒均不具有还原胺化活性或者活性偏低。

2） 热裂解温度影响较大： 400℃裂解得到的Co纳米催化剂活性明显不如800-1000℃裂解得到的Co纳米催化剂。

然后呢，研究人员将这种活性炭负载的Co纳米颗粒用于药物相关中间体的加氢还原胺化合成反应中，做了一百多个反应，包括【醛、酮】与氨、【氨基、硝基&H ₂ 】反应，实现了高选择性合成伯、仲、叔胺和N-甲基胺。

就这工作量，也够发一篇Science了。不过如果一定要有一个亮点的话，我认为是： 开发了一种具有 普适性 的高选择性制备含氮有机化合物的催化剂及催化工艺。

图3. Co纳米催化剂催化醛类还原胺化制备一级胺化合物

图4. Co纳米催化剂催化酮类还原胺化一级胺化合物

图5. Co纳米催化剂催化制备二级和三级胺化合物