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化学：クロスカップリングのためのジェミナル原子触媒反応
Nature 622, 7984 doi: 10.1038/s41586-023-06529-z
単原子触媒（SAC）は、明確な活性サイトを持つため、有機合成向けに潜在的に興味深い。しかし、固体担体上で安定化させたこうした単核金属種の構造は、空間的環境や電子量子状態が制限されているため、複雑な分子変換を触媒するのに最適ではない可能性がある。今回我々は、特定の配位で空間的に近接して単原子サイトを対にした一種の不均一系ジェミナル原子触媒（GAC）を報告する。ポリマー窒化炭素（PCN）ホストにおける非局在π結合性を有する規則的間隔の窒素アンカー基によって、高い金属密度において基底状態間隔約4 ÅでCuジェミナルサイトの配位が可能になる。GACにおける個々のCuサイトの適応的配位によって、動的Cu–Cu結合を通して協同的架橋カップリング経路が可能になり、低い活性化障壁で多様なC–X（X = C, N, O, S）クロスカップリングが起こる。in situ特性評価と量子理論研究の結果、ジェミナル金属サイトに2つの異なる反応物が吸着することによって、そうした動的なカップリング過程が引き起こされ、ホモカップリングが実現不可能になることが示された。こうしたGAC固有の利点が、いくつかの配位サイトを持つヘテロ環、立体的に込み合った骨格、高度に特異的で安定した活性の医薬品の構築を可能にする。スケールアップ実験と連続フローへの移行によって、ファインケミカルの製造への幅広い応用可能性が示唆された。
