太阳光以其清洁、可持续等优点成为驱动化学反应最具吸引力的能源之一,光合作用就是其中最迷人的例子。大自然利用太阳光能将二氧化碳和水转化为有机化合物,为包括人类等几乎所有生物的生命活动提供能量。同时,光合过程中需要消耗二氧化碳,为延缓全球变暖起到重要的作用。长期以来,化学家们一直在尝试模仿大自然,探索利用光能将二氧化碳转化为有机化合物的方法。但由于二氧化碳本身的稳定性使得这些尝试极具挑战。然而,近期光催化化学的兴起使得这些化学反应成为可能。 我校樊新元老师课题组和Patrick J.Walsh教授合作对可见光催化下亚胺类化合物的化学性质进行了深入研究。他们发现,在特定条件下亚胺的化学性质会发生逆转,本来具有亲电活性的亚胺会表现出较强的亲核反应的活性,如可以从水中攫取质子实现以水为原料的亚胺的还原反应(Org. Lett. 2018, 2433),也可以实现亚胺和醛类化合物之间双亲电试剂的高效偶联化学反应(Org. Lett. 2018, DOI: 10.1021/acs.orglett.8b03394)。 基于上述研究基础,他们成功实现了太阳光驱使的亚胺和二氧化碳的加成反应,发展了利用太阳光能驱使二氧化碳化学转化、进而合成α-氨基酸的简便方法。该方法反应条件温和,室温下即可进行,无需高压气体,避免使用高压釜等特殊仪器,且操作简便,只需过滤即可得到目标产物,同时使用太阳光这种清洁能源,这些优势使得该方法具有较高的实用性和广阔的前景。