近日，我校物質(zhì)學(xué)院林柏霖助理教授課題組在催化領(lǐng)域權(quán)威雜志《ACS Catalysis》在線(xiàn)發(fā)表了題為“Selective Formylation and Methylation of Amines Using Carbon Dioxide and Hydrosilane Catalyzed by Alkaline Metal Carbonates”的科研論文。該工作報(bào)導(dǎo)了一種新型催化體系，在溫和的反應(yīng)條件下能夠高效地催化二氧化碳參與的胺甲基化和甲酰化反應(yīng)，為二氧化碳的資源化利用提供了新的方法。二氧化碳是地球上最豐富的可再生碳資源之一，開(kāi)發(fā)以二氧化碳為C1來(lái)源的化學(xué)合成方法對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

課題組研究人員發(fā)現(xiàn),以堿金屬碳酸鹽作為催化劑，可以高效地調(diào)控反應(yīng)的選擇性，生成胺的甲?；蚣谆a(chǎn)物。二氧化碳為甲酰和甲基兩個(gè)官能團(tuán)提供了C1的來(lái)源。與之前報(bào)導(dǎo)的催化體系相比，這篇論文中報(bào)導(dǎo)的堿金屬碳酸鹽體系不含過(guò)渡金屬且簡(jiǎn)單廉價(jià)易得，具有更廣的底物普適性，能夠高效地應(yīng)用到藥物分子的甲基化反應(yīng)中，是提高藥物分子活性的一種途徑。本工作還通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和密度泛函模擬相結(jié)合的方法對(duì)反應(yīng)機(jī)理做了深入的研究。

該工作是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)傅堯教授實(shí)驗(yàn)室來(lái)我校訪(fǎng)問(wèn)的博士研究生方馳、我校物質(zhì)學(xué)院一年級(jí)博士研究生陸春磊、二年級(jí)博士研究生劉慕華和大三本科生祝億靈在我校共同完成，方馳和陸春磊是共同第一作者,林柏霖助理教授和傅堯教授是共同通訊作者。值得一提的是，祝億靈同學(xué)把本科無(wú)機(jī)化學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)到的知識(shí)和技能應(yīng)用到具體科研實(shí)踐中，獨(dú)立完成了對(duì)反應(yīng)機(jī)理的密度泛函模擬，為本工作做出了重要貢獻(xiàn)。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委和上科大的經(jīng)費(fèi)支持。

文章鏈接: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.6b01856

不同無(wú)機(jī)碳酸鹽的催化效果

三種可能的反應(yīng)機(jī)理

西納卡塞的高效甲基化反應(yīng)

密度泛函模擬的反應(yīng)路徑勢(shì)能圖（單位：kcal/mol）