李跃辉课题组：二氧化碳催化转化研究取得新进展

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二氧化碳（CO2）具有安全无毒、廉价易得、可再生等优点。目前，被回收和利用的CO2资源占比极低，其最大的制约因素是CO2利用成本高。因此，开发经济价值高的CO2利用新技术，对于推动全社会关注CO2、建设具有绿色碳循环特征的碳中和社会意义重大。传统的CO2转化策略主要利用有机金属化合物或者高能量的化合物捕获CO2从而生成包括羧酸、脲、碳酸酯和氨基甲酸酯等羰基化合物。然而，基于这些策略的CO2转化类型非常有限，具有实际应用价值的更是寥寥。根本原因是CO2在热力学上较为稳定，其选择性活化和转化相对困难。

　　中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室李跃辉团队一直致力于C-CN键的选择性构建(中国科学-化学, 2018, 48, 1603; Asian J. Org. Chem. 2018, 7, 367; Chem, 2018, 4, 2883; J. Org. Chem.2019, 84, 6199; J. Org. Chem.2020, 85, 6471)。近日，李跃辉团队通过还原氰基化策略，利用镍-三膦配体催化体系实现了有机氯代物的催化氰化反应，可用于制备结构多样的氰类药物和功能材料分子（中间体）。
　　该研究受到生命体内尿素循环以及镍铁氢化酶生成过程的启发，以CO2和NH3作为新型氰源，替代了传统氰化反应中的剧毒CN-。考虑到使用剧毒氰化物对工艺的特殊要求和高综合成本，该方法表现出较好的应用潜力，为未来实现无氰化工业生产开辟了新的方向。
　　相关成果以研究论文的形式在近期的《Nature Communications》杂志上发表(Nat Commun,2020, 11, 4096. DOI: 10.1038/s41467-020-17939-2;论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-17939-2)。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院和兰州化物所特聘人才计划等的支持。


       文章来源：兰州化物所
      李跃辉，2010年于中科院上海有机化学研究所获得有机化学博士学位，师从丁奎岭院士；2011年至2015年先后在德国莱布尼茨催化所和瑞士洛桑联邦理工进行博士后研究；2015年底加入中科院兰州化学物理研究所，任研究员、课题组长，开展CO2转化和羰基合成方面的研究。曾获得上海有机所-浙江医药联合博士后奖学金、德国Falling Walls基金会 A. T. Kearney Scholarship等奖励。