强偶极矩促进N-O键氢解实现安培级电合成甲胺新策略

为解决硝基甲烷电还原中N-O键活化不足导致甲胺选择性低于10%的难题，研究人员通过设计低配位铜电催化剂，使N-甲基羟胺吸附产生强偶极矩，成功实现99%选择性和97%法拉第效率的甲胺合成。该策略可推广至其他N(烷基)-O分子氢解，为绿色合成烷基胺提供新途径。

　　

硝基甲烷(NM)电化学氢解为可持续制备甲胺(MA)——这一最简单烷基胺和常用大宗化学品提供了可能。然而现有方法因N-甲基羟胺(NMHA)中间体的N-O键活化不足，甲胺选择性始终低于10%。最新研究通过设计富含低配位位点的铜电催化剂，在低电位下实现了99%选择性和97%法拉第效率(FE)的甲胺合成。

低配位铜位点诱导N-甲基羟胺吸附时产生显著偶极矩，强力促进N??O键氢解。有趣的是，pH值改变会调控决速步骤，导致甲胺产量呈现pH依赖性火山曲线。该技术已实现安培级规模生产（1.5摩尔甲胺），并展示出简易的产品纯化流程、氘代甲胺及药物的克级合成能力，还可拓展至其他N??O键氢解反应。

这项研究不仅为烷基N-O键氢解提供了可替代传统热化学路线的绿色方案，其揭示的偶极矩促进机制更为设计高效电催化剂提供了新思路。通过精准调控催化剂配位环境改变分子吸附特性，实现了关键化学键的选择性活化，这种策略有望在更多催化体系中获得应用。