SNU CBE

Heterogeneous Bifunctional Ni Single-Atom Catalyst on Carbon Nitride for Selective C(sp2)–C(sp3) Coupling

2025 · ACS Nano

저자

Minjoon Kwak, Youngran Seo, Junhyeok Heo, Jinsol Bok, Sumin Kim, Hyunwoo Choi, Hyeonjeong Son, Ahyun Jeon, Byoung‐Hoon Lee, Keunhong Jeong, 현택환 (Taeghwan Hyeon), 유동원 (Dongwon Yoo)

연구주제

Catalytic Cross-Coupling Reactions · Radical Photochemical Reactions · Catalytic C–H Functionalization Methods

NTIS 과학기술표준분류

화학 > 유기화학 > 유기합성방법론

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

bipyridine ligand 탄소-탄소 교차결합 반응 질화탄소 교차 짝지음 반응(크로스커플링) 흑연질 질화탄소 광촉매(g-C3N4) 니켈 단일원자 단일원자 촉매(SAC)

밀도범함수 이론(DFT)

키워드 (OpenAlex)

nickel single-atom catalysts carbon nitride support bipyridine ligands visible light photocatalysis aerobic oxidation drug synthesis green chemistry

초록

The efficient formation of C(sp 2 )–C(sp 3 ) bond is essential, particularly in pharmaceutical synthesis, where the incorporation of sp 3 -rich motifs is highly desirable. Despite the growing demand for sustainable synthetic methods, heterogeneous C(sp 2 )–C(sp 3 ) coupling remains underexplored. In this work, we present a ligand-tuned heterogeneous bifunctional catalytic system that employs nickel single atoms supported on carbon nitride (Ni 1 /CN) for visible-light-driven C(sp 2 )–C(sp 3 ) coupling reactions. We experimentally and computationally demonstrate that the coordination of bidentate bipyridine ligands to Ni single atoms anchored on carbon nitride enables the efficient transformation of alkyl boronic esters into C(sp 2 )–C(sp 3 ) coupled products with high activity and selectivity. Furthermore, beyond C(sp 2 )–C(sp 3 ) coupling, the system exhibits remarkable versatility. Modu…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 2

현택환 · 유동원

연구주제 1

Catalytic Cross-Coupling Reactions

정책분야 1

유기화학

키워드 6

단일원자 촉매(SAC) · 흑연질 질화탄소 광촉매(g-C3N4) · 질화탄소 · 교차 짝지음 반응(크로스커플링) · 니켈 단일원자 · 탄소-탄소 교차결합 반응

방법 1

밀도범함수 이론(DFT)