近年来，CO₂作为储量最大、可持续的C1资源被广泛应用于有机合成中。其中，CO₂还原功能化反应可以同时实现CO₂还原与C-N、C-O、C-C键的构筑，获得多种通常来自于石油原料的化学品和储能材料，例如甲酰胺、缩醛胺和甲胺类化合物（N,N-二甲基甲酰胺的世界年产量在60万吨），因此这类反应极具吸引力和应用前景。

      在胺存在下CO₂还原功能化得到甲酰胺和甲胺类化合物已有报道。其中，甲酰胺中甲酰基、甲胺中甲基的碳的价态分别是+II和-II，而从CO₂获得C0物种（甲醛、缩醛胺）仍然是一个挑战。这可能是因为C0物种还原到C-II物种（甲醇、甲胺类化合物）远快于甲酸衍生物（甲酸、甲酰胺等）还原到C0物种，从而导致C0物种难以被捕获和分离。迄今为止，CO₂分级可控还原得到甲酰胺、缩醛胺和甲胺类化合物尚未见报道。

     
       最近，南开大学绿色化学课题组（论文第一作者为博士生刘晓放，何良年教授为责任作者）研究发现，三甲铵乙内酯可用作高效、可持续的有机小分子催化剂用于胺和二苯基硅烷存在下CO₂的还原功能化反应，实现分级可控地还原二氧化碳。这是首例同时实现CO₂可调的2-、4-、6-电子还原与C-N键构筑相结合的报道。

      通过调节CO₂用量和反应温度，利用这一催化策略可控地获得不同能量级别的还原产物，也就是甲酰胺、缩醛胺和甲胺，这代表着CO₂能被分级可控地还原到甲酸、甲醛和甲醇水平。在常压、70℃反应，专一地形成甲胺化合物；而在10个大气压、50℃反应，则获得甲酰化产物。这是因为过量的CO₂把二苯基硅烷消耗殆尽，导致后续的还原无法进行；另一方面，相比CO₂还原到甲酸硅酯，CO2还原到缩醛可能需要更高的能量，因此低温对还原到缩醛不利。当CO₂用量为一当量时，主要得到缩醛胺产物。这是因为CO₂量少而被很快消耗，导致从缩醛胺到甲胺一步无法进行，使得反应终止于缩醛胺层次。

      这一策略把CO₂还原和构筑C-N键结合起来，合成了多种通常来自于石油原料的化学品和储能材料，扩大了直接从CO₂获取化合物的范围，将会在一定程度代替现有的石油化学工业，具有巨大的发展潜力。该研究成果（Betaine Catalysis for Hierarchical Reduction of CO₂ with Amine and Hydrosilane to Formamide, Aminal and Methylamine）发表在Angew. Chem. Int. Ed.，DOI：10.1002/anie.201702734。

      文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201702734/full

      该研究得到了科技部重点研发计划、基金委、天津市重点基金、教育部博士点基金的资助。