二氧化碳是温室气体，也是重要的碳一化工原料，其转化研究具有重要意义。醇类化合物作为简单易得的原料，直接选择性地转化醇得到有用的化合物在合成领域尤为重要。由于醇的碳-氧键解离能高（BDE ~ 96 kcal/mol），碳-氧键难以断裂。目前常用的方法是将醇转化为高活性的中间体，然后再断裂碳-氧键实现新化合物的制备。但是，该方法步骤繁琐、原子经济性较低。因此，开发温和条件下醇类化合物的直接碳-氧键断裂官能化新方法和新策略很有必要。 

　　vic115维多利亚夏纪宝研究员团队和郑州大学蓝宇教授团队合作，在醇和二氧化碳转化制备羧酸方面取得新进展。 

　　研究人员在前期还原偶联和羰基偶联反应研究的基础上（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 7306；CCS Chem. 2021, 3, 1710；ACS Catal. 2020, 10, 1528; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 8887），通过可见光氧化还原催化，以简单易得的四苯基硼盐作为硼自由基前体，金属铱络合物或咔唑衍生物作为光催化剂，在温和条件下将一系列伯、仲和叔芳基苄醇顺利转化为芳基乙酸类化合物。 

　　通过控制实验及DFT理论计算研究，研究人员揭示了反应机理：可见光照射四苯基硼钠生成的二苯基硼自由基（Ph₂B^·）与醇的羟基（OH）配位形成B–O自由基络合物活化醇羟基，接着碳-氧键断裂形成碳自由基，碳自由基被还原为碳负离子，再与二氧化碳反应即得到羧酸产物。 

　　该研究工作展示了一种断裂醇羟基碳–氧键的新型反应模式，提供了一种直接转化醇类化合物的新方法。相关成果于2022年4月4日以“硼自由基活化苄基碳–羟基键：光催化的醇与二氧化碳的交叉偶联（Boryl Radical Activation of Benzylic C–OH Bond: Cross-Electrophile Coupling of Free Alcohols and CO₂ via Photoredox Catalysis）”为题发表在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）上。该工作被J. Am. Chem. Soc.选为当期封面文章。 

　　李文多博士、李世俊博士和吴洋博士研究生为该论文共同第一作者。 

　　以上工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中科院和兰州化物所的支持。

《J. Am. Chem. Soc.》封面