近段時間以來，我校化材學院張澤會教授研究組在生物質平臺分子催化轉化方面取得了重要研究進展。10月7日，該研究成果論文A enzyme-mimic single Fe-N3 atom catalyst for the oxidative synthesis of nitriles via C─C bond cleavage strategy在國際著名期刊Science Advances（DOI: 10.1126/sciadv.add1267）上發表，我校為第一署名單位（文章鏈接： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add1267）。中國地質大學（武漢）韓波副教授和中國科學院大連化物所戴文研究員在催化反應機制方面提供了支持。

張澤會教授研究團隊基于廉價的生物質資源制備了一類類似生物酶性能的含Fe-N3配位的單原子鐵催化材料，研究發現該催化材料能夠高效催化生物質平臺分子及化石資源衍生物醛、伯醇、酮和仲醇的有氧氧化，其中酮和仲醇的氧化通過惰性的C─C鍵的斷鍵，定量轉化為高附加值腈類化學品。腈類化合物是一類非常重要的化合物，廣泛存在于天然產物、農用化學品和藥物中，也是有機合成中重要的中間體。因此，發展綠色高效的腈類化合物是綠色化學和催化化學重要研究熱點之一。與醇和醛一樣，酮類化合物也是一類非常重要的大宗原料，可以由化石資源和生物質資源轉化得到。然而催化酮類化合物轉化合成腈類化合物極具有難度，一方面需要設計有效的催化體系催化C-C鍵斷裂，另一方面腈類化合物很容易水解為酰胺類化合物。張澤會教授團隊近年來在構筑高效催化材料活化方面取得的系列重要研究成果，則為解決以上問題提供了方法。

張澤會教授團隊發現了缺陷金屬氧化物能夠強化分子氧吸附和活化分子氧促進C-C鍵斷裂，高效合成酰胺類化合物，研究工作發表在Cell子刊上（Chem, 2022, 8, 1906-1927）；發現了氮摻雜碳材料中路易斯酸能夠酮類化合物C=雙鍵，促進C-C鍵斷裂，高效合成酯類化合物，研究結果發表在Nature 子刊上（Nature Communications. 2021, 12, 4823）。在前期的基礎上，團隊構建了一類具有細胞色素P450類酶催化活性的單原子鐵催化劑，研究表明Fe-N3結構的位點能夠在常溫下吸附分子氧，并產生高活性的超氧負離子自由基。研究發現Fe的配位素對其催化活性有著非常重要的影響。該類催化劑能夠有效地促進C(O)=C鍵斷裂,產生醛類化合物，并進一步氧化胺化選擇性合成腈類化合物。該研究結果為構筑高效的仿酶催化劑提供了重要的方法，克服了現有方法使用均相催化劑、使用助劑、和非常規綠色氮源的方法，研究結果具有重要的科學意義和應用前景。