11月15日，Science（《科学》）在线发表了武汉大学高等研究院、化学与分子科学学院雷爱文教授课题组关于催化氧化羰基化的最新研究论文。论文题目为“Synchronous recognition of amines in oxidative carbonylation toward unsymmetrical ureas”。
中国科学院兰州化学物理研究所博士生王锦辉、武汉大学高等研究院博士后王盛淳、山西大学分子科学研究所讲师卫智虹为论文的共同第一作者，中国科学院兰州化学物理研究所何林研究员、雷爱文为共同通讯作者。
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1828年，人类首次从无机物合成有机物尿素，标志有机化学诞生。脲类有机物凭借独特结构在医药、农药、材料科学以及高分子领域展现出了广泛的应用价值。然而，尽管脲类化合物的应用前景广阔，但其合成过程却面临着诸多挑战。传统的合成方法通常依赖高危试剂，且需要多步复杂的反应步骤，导致大量的污染物生成。为了寻求更为环保和高效的合成途径，雷爱文与何林课题组联手探索了一种电合成与热合成串联，把CO2还原成CO并实现高值转化，从而精准合成非对称脲类化合物。
图源：Science
雷爱文课题组耕耘机理研究近二十载，该研究提出了同步精准识别策略，结合不同胺与不同金属的反应性识别两种胺的本征属性，使得多种胺能在氧化羰基化中高选择性偶联，解决了同一催化体系中相似属性的胺难以区分的关键问题。课题组通过原位同步辐射技术及电子顺磁共振波谱研究了铜催化剂与一级和二级胺之间的单电子转移动力学，揭示了铜催化剂与二级胺之间的高效电子转移，并通过位阻效应发现了钴催化剂与一级胺的匹配规律。因而，课题组成功实现了氧化羰基化中，在同一催化体系和时空尺度下，以高选择性合成近40种非对称脲类药物衍生物，显示出该方法在药物合成中的巨大潜力。
该工作得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、甘肃省基础创新团队、甘肃省重大科技项目、武汉市科学基金和武汉大学科研公共服务平台和上海光源的支持。
据悉，该工作是雷爱文课题组自2024年7月发表Science，8月发表Nature以来的第三篇电合成新技术的新成果。
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