康寧反應器技術有限公司通過在光化學反應器的技術，以苯乙烯為底物，1大氣壓下CO2為C1碳源選擇性得到β-羧酸。
二氧化碳（CO2）是重要的化學原料之一。在全球氣候變暖，各國都在控制CO2排放的大環(huán)境下，CO2的綜合利用是熱門的研究課題。
CO2無毒、不可燃、儲量豐富、經(jīng)濟且本質(zhì)上可再生。它還可能取代有毒的單一碳源，如光氣和光氣衍生物。將CO2引入復雜的有機化合物中已成為有機合成中的一個重要課題。
使用CO2的羧基化，可直接獲得傳統(tǒng)上需要通過多步甲酰化/氧化工藝制備的高價值羧酸。傳統(tǒng)的苯乙烯和二氧化碳反應合成羧酸，使用過渡金屬催化劑，金屬可以和烯烴形成穩(wěn)定的?-3芐基金屬化合物，得到α-羧酸。
由于CO2的高動力學和熱力學穩(wěn)定性，它參與的反應通常要求使用親核性較強的有機金屬底物或苛刻的反應條件。所以，通過光催化/光化學的單電子途徑是避免使用高活性底物或者苛刻反應條件的理想方法。
光化學反應器合成β-羧酸的工藝研究：
一、連續(xù)流工藝還原劑篩選
康寧反應器技術有限公司選擇以苯乙烯為底物，停留時間為5min。通過探索，發(fā)現(xiàn)使用PMP（1，2，2，6，6-pentamethylpiperidine）為還原劑，添加19當量的水時，可以得到收率為87%的β-羧酸，以及3%的二酸。
二、底物拓展實驗
隨后，使用反應條件對底物進行了拓展，苯乙烯衍生物的β-羧酸化不僅對于富電子芳香苯乙烯有很好的收率，對于缺電子芳香乙烯也能以較高的產(chǎn)率得到相應的產(chǎn)物。不僅如此，對于苯酚或者苯醇無需保護也能以中等的收率得到相應的產(chǎn)物。
對于α取代和β取代苯乙烯衍生物也能以較高收率選擇性得到β-羧酸。值得注意的是，對于烯丙醇取代的或者BOC保護的丙烯基胺也有很好的耐受性。
三、反應機理
光激發(fā)對三苯基（6），產(chǎn)生激發(fā)的單態(tài)對三苯基（6*），與PMP發(fā)生單電子轉移（SET），產(chǎn)生強還原劑對三苯基自由基陰離子（6•−）和PMP自由基陽離子（光氧化還原催化循環(huán)A）。
對三苯基自由基陰離子（6•−）將二氧化碳還原為二氧化碳自由基陰離子；CO2自由基陰離子加成到苯乙烯的β位上，產(chǎn)生穩(wěn)定的苯基自由基中間體7；苯基自由基中間體7，通過光氧化還原催化循環(huán)b進一步還原為苯基陰離子8。然后，苯基陰離子質(zhì)子化形成羥化產(chǎn)物9。
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