温室效应和随之而来的全球气候变化迫切需要有效的技术，将CO2转化为增值化学品。在催化转化这种丰富的C1原料的众多研究中，CO2和环氧化物偶联生成环状和聚合碳酸盐是一个很好的选择，具有原子经济性和高固碳性。此外，与不可避免地涉及到苛刻条件的氧化还原转化CO2为甲醇、合成气和低碳烯相比，CO2和环氧化物的偶联生成环状和聚合碳酸盐的反应条件相当温和，即使是在常温常压下，也可以在高效催化剂的存在下进行。
近日，浙江大学伍广朋研究员报道了一系列用于CO2与环氧化物偶联反应的高效有机硼催化剂，该催化剂具有制备规模小、热稳定性好、可回收利用等优点。
文章要点
1）该双功能有机硼催化剂采用了两步合成工艺，产率接近定量。胺与卤代烷(或卤代烯烃)反应生成含烯丙基的季铵盐，这些季铵盐通过与硼双环[3.3.1]壬烷(9-BBN)的氢硼化反应，依次合成了目标催化剂1a，1b和1c，得益于简单的操作和近乎定量的产率，催化剂可以在>1 kg的规模上制备。
2）这种无金属催化剂对广泛的环状碳酸盐（14例）表现出很高的反应活性，并且可以承受高达150℃的高温。与目前使用mol%催化剂负载量的大多数无金属催化体系相比，该催化剂的催化能力可以提高三个数量级（环氧化物/催化剂= 200000/1，摩尔比），这大大缩小了无金属催化剂和最先进的金属体系之间的差距。
3）在晶体结构、构效关系、动力学研究和关键反应中间体研究的基础上，合理地提出了详细的催化循环方案。
Yao-Yao Zhang, et al, Scalable, Durable, and Recyclable Metal-Free Catalysts for Highly-Efficient Conversion of CO2 to Cyclic Carbonates, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202010651
https://doi.org/10.1002/anie.202010651
