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含N有机化合物广泛应用于医药、化工及生物领域,高效生成C-N键具有重要意义。胺与不饱和碳碳键加成的氢胺化反应是高效生成C-N键的途径之一,然而,烯烃氢胺化的区域选择性控制仍是目前的巨大挑战。鉴于此,论文提出单原子Pt催化烯烃高效反马氏氢胺化的研究思路。取得如下创新性研究结果:1、提出利用LDHs层板表面诱导Pt分散构筑原子级分散Pt中心的策略,分别制备得到了复合双金属氧化物Zn(Al)O负载的单原子Pt(Pt1)和Zn(Sn)(Al)O负载的单原子Pt(Pt1)。Zn(Al)O负载单原子Pt在负载量较低时Pt以Pt12+存在,负载量较高时同时以Pt10和Pt1δ+存在,且随单原子Pt负载量增加,Pt10中心比例增加;由于Pt-Sn强相互作用,Zn(Sn)(Al)O负载的单原子Pt以Pt10存在。2、Zn(Al)O负载的单原子Pt成功应用于催化烯烃与胺的氢胺化反应,通过调变Pt分散结构并研究其对活性的影响,确定了单原子Pt是氢胺化反应活性位点;关联单原子Pt的化学态与反应选择性,发现Pt12+催化氢胺化生成马氏产物,选择性高达90%;而单原子Pt10和Pt1δ+催化氢胺化生成反马氏产物,获得了 92%的反马氏选择性及331的TON值,突破性地实现了 Pt催化反马氏氢胺化反应。通过烯烃和胺吸脱附的原位红外光谱和胺吸附的EPR等原位表征手段,揭示了单原子Pt10和Pt1δ+协同催化氢胺化反应机理,其中单原子Pt10活化胺使N成为亲电中心,单原子Pt1δ+活化烯烃使β-C成为亲核中心,亲核的β-C进攻亲电的N中心从而发生反马氏加成。3、Zn(Sn)(Al)O负载的单原子Pt高活性催化烯烃与胺的反马氏氢胺化反应,通过精准调变配位不饱和SnⅣ与单原子Pt0,关联催化剂结构与反应反马氏氢胺化活性,发现单原子Pt0与配位不饱和SnⅣ协同催化是烯烃和胺的反马氏氢胺化反应中获得高活性的关键。进一步研究协同催化机理,发现其中单原子Pt10活化胺使N成为亲电中心,配位不饱和SnⅣ活化烯烃使β-C成为亲核中心,亲核的β-C进攻亲电的N中心从而高选择性的发生反马氏氢胺化反应。4、单原子Pt催化剂在氢胺化反应中重复使用十次,发现其活性和反马氏选择性不变。对使用后的催化剂进行HAADF-STEM表征和CO吸附原位红外光谱表征,发现反应过程中单原子Pt结构稳定。这一策略成功应用于芳香烯烃与芳香胺或脂肪胺的反马氏氢胺化反应,芳香胺与脂肪烯烃的反马氏氢胺化反应,以及线式脂肪烯烃与仲胺的反马氏氢胺化反应。