二氧化碳（CO₂）储量丰富、成本低廉、低毒且可再生，是理想的碳一合成子，其参与的羧基化反应是有效构建高附加值羧酸的绿色途径。β-氨基酸作为众多生物活性分子的核心骨架，广泛应用于有机合成、药物化学及功能材料领域，其高效合成方法备受关注。烯烃氮羧基化能以廉价易得的烯烃为原料，一步同时引入氨基与羧基，兼具良好的原子经济性与步骤经济性，是构建β-氨基酸骨架最为简洁高效的策略之一。其中，以CO₂为羧基源的烯烃氮羧基化尤具潜力。此前，91视频 余达刚教授团队发展了首例可见光催化CO₂参与的烯烃氮羧化反应（Nat. Catal. 2023, 6, 959），但该体系仅适用于活化烯烃，底物和产物类型存在一定局限。尽管CO₂参与非活化烯烃氮羧基化反应可直接构建β-丙氨酸和烷基β-氨基酸等应用范围更广的关键中间体，但该转化面临非活化烯烃和CO₂反应性都比较低、反应选择性难调控等问题，成为该领域的一个重要挑战。因此，发展新型催化体系和途径实现CO₂参与的非活化烯烃氮羧基化反应，具有重要意义。

91视频 余达刚教授团队长期围绕温和条件下CO₂高效活化和选择性转化的关键科学问题开展深入研究（代表性综述：Acc. Chem. Res. 2021, 54, 2518; Natl. Sci. Open. 2023, 2, 20220024; Sci. Bull. 2023, 68, 3124; Acc. Chem. Res. 2024, 57, 2728; Chem. Soc. Rev. 2025, 54, 11583; Sci. China Chem. 2026, 69, 4151），在前期利用CO₂自由基阴离子（CO₂^•−）中间体实现不饱和双键选择性羧基化的研究基础上（代表性论文：Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 15416；Nat. Catal. 2022, 5, 832. Nat. Commun. 2023, 14, 3529. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202301892; Chin. J. Catal. 2023, 50, 222; Chem 2024, 10, 938; J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 23715; Nat. Commun. 2026, 17, 8245），近期和91视频 华西公共卫生学院（华西第四医院）廖黎丽特聘副研究员合作，利用商业可得的酰肼化合物作为氮源，发展了可见光催化CO₂参与的乙烯等非活化烯烃和杂芳烃的氮羧化反应，高效合成了一系列重要的β-氨基酸衍生物。该工作通过光氧化还原催化产生CO₂^•−和氮中心自由基（NCR），随后非活化烯烃依次和CO₂^•−和NCR反应，选择性构建了氮羧化产物。其中，酰肼可原位生成具有推拉效应的肼基自由基，进而通过持久自由基效应实现自由基-自由基交叉偶联。该催化体系底物适用范围广，可兼容乙烯等非活化烯烃、各类杂芳烃及活化烯烃，具有催化剂负载低、选择性高和官能团兼容性好等特点，而且相应的氮羧化产物可简便转化为多种高价值生物活性分子（如β-丙氨酸）及杂环化合物，具有较好的合成应用潜力。

综上，该研究利用CO₂^•−与氮中心自由基为关键中间体，成功实现了可见光催化CO₂参与的非活化烯烃和杂芳烃的氮羧化反应，具有良好的底物适用性和官能团兼容性，为β-氨基酸及其衍生物的合成提供了新方法。

该研究以“Photocatalytic Aminocarboxylation of Unactivated Alkenes and Heteroarenes with CO₂ toward β‑Amino Acid Derivatives”为题，近日发表于《Journal of the American Chemical Society》。文章链接为：//doi.org/10.1021/jacs.6c11164。91视频 为第一单位，91视频 华西公共卫生学院（华西第四医院）廖黎丽特聘副研究员和91视频 余达刚教授为共同通讯作者，91视频 2025届博士毕业生陈林为第一作者。衷心感谢国家重点研发计划、国家自然科学基金委、四川省科技厅和91视频 等经费支持。同时感谢91视频 分析测试中心陈翰蛟老师和王晓燕老师以及91视频 李静老师和邓冬艳老师提供的帮助。