二氧化碳（CO2）作为一种无毒、廉价且可再生的理想C1合成子，其催化转化制备高附加值羧酸，具有重要应用价值，也存在反应活性低和选择性难调控等困难。另一方面，炔烃是一类来源广泛且容易获得的有机化合物，利用其参与羧基化反应可高效合成多种重要羧酸产物。目前，CO2参与炔烃C(sp)-H键和π键断裂的单羧基化反应已经被广泛报道。相比而言，CO2参与炔烃的1,2-双羧基化反应研究较少，底物主要局限于活化的芳基炔烃。而非活化的烷基炔烃由于反应性较低，其1,2-双羧基化转化面临巨大挑战，目前仅有零星的报道，且普遍存在反应效率低、底物范围窄等局限。因此，开发新策略实现CO2参与非活化炔烃的1,2-双羧基化反应，具有重要意义。
针对以上问题，化学学院余达刚教授和叶剑衡研究员课题组长期致力于温和条件下CO2的高效活化及高选择性转化研究（Acc. Chem. Res. 2021, 54, 2518; Natl. Sci. Open. 2023, 2, 20220024; Sci. Bull. 2023, 68, 3124; Acc. Chem. Res. 2024, 57, 2728.），开发了基于CO2自由基阴离子的多种催化转化体系。近期，团队基于可见光催化策略，通过非活化炔烃的连续氢羧基化反应，实现了CO2参与的非活化炔烃双羧基化转化，在温和条件下高效构建了一系列结构多样的高附加值丁二酸衍生物。机理研究表明，原位生成的CO2自由基阴离子可引发非活化炔烃的首次氢羧基化，生成关键的丙烯酸盐中间体，进而经历第二次氢羧基化反应，高选择性地生成丁二酸衍生物。该反应不仅展现出良好的底物适用性和官能团兼容性，还可应用于生物活性分子及CO2基聚酯的合成，进一步证明了该策略的实用价值。
该研究以“Photocatalytic 1,2-Dicarboxylation of Unactivated Alkynes with CO2”为题近日发表于Journal of the American Chemical Society (文章链接为：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5c05537 )。四川大学为第一单位，化学学院余达刚教授和叶剑衡研究员为共同通讯作者，王伟博士和颜思顺博士为共同第一作者。衷心感谢国家重点研发计划、国家自然科学基金委、四川省科技厅，四川大学及南京大学配位化学国家重点实验室开放研究基金的经费支持。同时感谢四川大学化学学院朱剑波老师、四川大学分析测试中心王晓燕老师、四川大学化学学院测试平台李静老师和邓冬艳老师提供的帮助。
