近日，美国北德克萨斯大学马胜前教授、中山大学陈成侠副教授设计合成三嗪-联吡啶光敏 COF，通过后修饰精准锚定单分散 Ni (II) 位点，构建集光吸收、电子转移、金属催化于一体的异相金属光催化剂，在室温可见光下实现广谱高效C−S/C−N 交叉偶联，并完整揭示协同催化机制。相关工作以"Single-Site Nickel-Anchored Photosensitive Covalent Organic Framework for Metallaphotocatalytic C-S/C-N Cross-Coupling Reactions"为题发表在Angewandte Chemie International Edition期刊上（DOI：10.1002/anie.8517866）。
近日，美国北德克萨斯大学马胜前教授、中山大学陈成侠副教授设计合成三嗪-联吡啶光敏 COF，通过后修饰精准锚定单分散 Ni (II) 位点，构建集光吸收、电子转移、金属催化于一体的异相金属光催化剂，在室温可见光下实现广谱高效C−S/C−N 交叉偶联，并完整揭示协同催化机制。相关工作以"Single-Site Nickel-Anchored Photosensitive Covalent Organic Framework for Metallaphotocatalytic C-S/C-N Cross-Coupling Reactions"为题发表在Angewandte Chemie International Edition期刊上（DOI：10.1002/anie.8517866）。
人工太阳能到化学能的转换因绿色环保，被视为解决能源与环境问题的关键技术。利用太阳能驱动有机催化构建C–X键（X = C, S, O, N, P等），为合成高价值化学品提供了可持续路径。其中，金属光催化（MPC）结合了光氧化还原与过渡金属催化，通过单电子或能量转移实现独特反应模式。然而，传统均相MPC催化剂面临以下挑战：一是催化中心易因相互作用失活，生成难回收的纳米颗粒或簇；二是高效光氧化还原催化剂多依赖稀缺昂贵的贵金属多吡啶配合物，且易分解。因此，亟需开发具有清晰电子转移路径、易回收、高稳定性的非贵金属功能化MPC平台。
共价有机框架（COFs）是一类由有机单体通过共价键连接的多孔晶体材料，具有可设计结构、可调功能、限域孔道和高比表面积等优点。其共轭骨架赋予半导体特性，可用于人工光合（如产氢、CO₂转化、H₂O₂合成及有机转化）。更重要的是，COFs可在分子水平上精确融合光敏有机基元与过渡金属位点，构建协同双催化体系。通过网状化学将有机染料单体引入COFs，可微调光氧化还原活性，辅助金属催化过程。将光敏剂与金属催化剂结合于COFs中，相比均相体系，因限域空间缩短了催化中心间距，可加快电子转移，提升反应效率；同时限域与位点隔离效应能有效抑制光敏剂分解和金属中心失活。
该团队构建了一种单点镍锚定的光敏三嗪共价有机框架（TTA-BPyDA(Ni)-COF），该框架具有光敏三嗪单元和催化活性的镍位点，可用于金属光催化C-S/C-N交叉偶联反应。由于光敏COF与镍位点之间空间距离较近，将单原子镍位点固定到TTA-BPyDA-COF中，有效促进了光敏有机连接体向孤立催化镍中心的电子转移，从而在温和条件下实现了各种硫醇/胺与缺电子/富电子/中性芳基碘化物之间优异的金属光催化C-S/C-N偶联反应。