隨著人們對(duì)氣候變化的日益關(guān)注，二氧化碳（CO2）這一溫室氣體的固定和轉(zhuǎn)化已成為化學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)。CO2是一種無(wú)毒、難燃、可再生、來(lái)源豐富、成本低廉的碳一（C1）資源。在有機(jī)合成中，使用CO2來(lái)代替有毒的光氣或一氧化碳具有很高的研究?jī)r(jià)值。然而CO2自身具有高熱力學(xué)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)惰性，化學(xué)轉(zhuǎn)化十分困難。另一方面，碳–氫（C–H）鍵的官能化是有機(jī)化學(xué)中構(gòu)建碳–碳鍵和碳–雜原子鍵的重要方法。C–H鍵的官能化具有高原子經(jīng)濟(jì)性和步驟經(jīng)濟(jì)性，因而在藥物、天然產(chǎn)物和有機(jī)材料的合成等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。直接使用廣泛存在的C–H鍵與CO2反應(yīng)成為生產(chǎn)高附加值羧酸及其衍生物的理想途徑。近日，北京大學(xué)工學(xué)院能源與資源工程系的莫凡洋團(tuán)隊(duì)在ChemSusChem上發(fā)表了題為“C–H Bond Carboxylation with Carbon Dioxide”的綜述文章，以C–H鍵羧基化反應(yīng)的底物類型為分類依據(jù)，綜述了近年來(lái)人們?cè)?strong>C–H鍵與CO2的羧基化反應(yīng)方面的研究進(jìn)展。
在C(sp)–H鍵與CO2的羧基化反應(yīng)方面，該綜述總結(jié)了端基炔烴、鹵代烷烴與CO2的羧基化偶聯(lián)反應(yīng)，端基炔烴與CO2的羧基化反應(yīng)，端基炔烴與CO2的羧基化反應(yīng)在多組分雜環(huán)合成及炔烴氫硫化反應(yīng)中的應(yīng)用。在C(sp2)–H鍵與CO2的羧基化反應(yīng)方面，該綜述總結(jié)了（雜）芳香烴C(sp2)–H鍵與CO2的羧基化反應(yīng)，烯基C(sp2)–H鍵與CO2的羧基化反應(yīng)，重氮基團(tuán)ipso-C(sp2)–H鍵與O2的羧基化反應(yīng)及醛C(sp2)–H鍵與CO2的羧基化反應(yīng)。在C(sp3)–H鍵與CO2的羧基化反應(yīng)方面，該綜述涉及到C(sp3)–H鍵的類型主要有羰基α-C(sp3)–H鍵、羰基γ-C(sp3)–H鍵、氮原子或氧原子鄰位C(sp3)–H鍵、鄰?fù)榛交腃(sp3)–H鍵、烯丙基C(sp3)–H鍵、甲烷C(sp3)–H鍵及鹵代脂肪烴的C(sp3)–H鍵。值得一提的是，在綜述中作者還簡(jiǎn)要總結(jié)了與C–H鍵羧基化反應(yīng)相關(guān)的串聯(lián)反應(yīng)及重要的理論研究；特別關(guān)注了無(wú)過(guò)渡金屬參與的反應(yīng)、有機(jī)催化的反應(yīng)、使用電化學(xué)方法的反應(yīng)及光驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)。最后，該綜述總結(jié)了該領(lǐng)域面臨的問(wèn)題及發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)從事C–H鍵與CO2羧基化反應(yīng)領(lǐng)域的化學(xué)工作者具有重要的參考價(jià)值。
