开发具有活性和选择性但同时稳定且可回收的催化剂对于推进更可持续和更具成本效益的化学工艺至关重要。在过去十年中出现了将金属单原子分散在固体载体上的新型催化材料。这些所谓的基于单原子的催化剂 (SAC) 被认为是均相和非均相催化的桥梁。SAC 的出现最大限度地减少了金属资源的使用并提高了原子利用效率。与纳米颗粒或纳米团簇对应物相比，SAC 表面上单一金属中心的独特电子结构和活性中心的不稳定配位环境已被证明具有独特的催化性能。与大多数分子定义的均质金属配合物相比，SAC 可以更稳定，并且可以方便地回收利用。对于新型 SAC 的制备，特别是 3d 族金属是首选，因为与贵金属同系物相比，它们相对丰富、价格低廉且毒性通常较低。

针对这一研究热点，德国罗斯托克大学，Leibniz研究所 Rajenahally Jagadeesh教授、Matthias Beller教授及中科院大连化物所Liu Yuefeng研究员，在Chem子刊Chem Catal. 中发表了题为“Cobalt single-atom catalysts for domino reductive amination and amidation of Levulinic acid and related molecules to N-heterocycles”的文章，报道了一种可重复使用的钴基 SAC 的制备，同时，发现该钴基 SAC可被用于乙酰丙酸和相关酮酸的选择性和一般还原胺化。这是 Co-SAC 催化乙酰丙酸和相关分子多米诺还原胺化合成 N-杂环的第一个例子。在此之前，N-杂环是通过在碳上热解（800°C）钴-菲咯啉配合物和随后的酸处理去除较大的纳米颗粒。与相应的 Co-纳米颗粒相比， Co-SAC 显示出惊人的活性，并在各种还原性多米诺转化中显示出优异的底物适用范围，包括乙酰丙酸与硝基化合物和腈的反应，可以合成各种 N 取代的吡咯烷酮，产率良好至极好。此外，还使用最佳催化剂体系从芳香酮酸和胺/硝基化合物合成各种异吲哚啉酮。