清华大学席婵娟教授团队和北京航空航天大学刘宇宙教授团队合作在ChemSusChem期刊发文，通过实验和理论计算对钴催化芳基卤代烃和二氧化碳(CO₂)对活泼烯烃的双官能化反应进行了探讨，论文阐释了CO₂除与烯醇化钴的直接反应外，其在前期配位反应过程也起着重要的作用。

CO₂作为低毒、丰富的C1合成子，参与对烯烃的双官能团化反应可用来选择性地制备官能化的有机羧酸类化合物。通过此类反应可以同时在烯烃上引入两个官能团，高效地构筑可衍生化的复杂碳骨架，同时还可以实现CO₂的转化利用。然而，使用CO₂实现烯烃碳羧化反应的报道相对较少，发展相对廉价低毒的过渡金属催化剂实现常规底物与CO₂的碳羧化反应具有重大的研究价值。

最近，清华大学席婵娟课题组和北京航空航天大学刘宇宙课题组合作，使用廉价低毒的氯化钴作为催化剂前体，高效地实现了卤代烃和CO₂对丙烯酸酯的碳羧化反应，高选择性的构建了系列官能化羧酸衍生物。理论计算结果表明，CO₂的配位可以降低三价钴中间体A的能垒, 其暗示CO₂除了最后的配位插入，还可能通过配位参与前期的反应过程。理论计算结果还揭示烯烃配位插入后得到的三价钴中间体B首先转化为烯醇式C后再同CO₂反应。进一步的研究发现，上述反应的活化能低于二价钴中间体与CO₂反应的活化能，从而排除了三价钴中间体C先还原到二价再与CO₂反应的可能性。

论文信息：

Cobalt-Catalyzed Highly Regioselective Three-Component Arylcarboxylation of Acrylate with Aryl Bromides and Carbon Dioxide

Wei Hang,Nianjie Liang,Prof. Dr. Yuzhou Liu,Prof. Dr. Chanjuan Xi

ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202101963