IT之家12月9日报道，据中科院之声报道，含氮羰基（IT之家注发音：tāng）基化合物（异氰酸酯及其衍生的脲化合物等）广泛应用于以下领域新材料、医药、农药等领域。目前工业上主要采用光气法制备含氮羰基化合物。然而，该方法不仅光气剧毒，而且还产生大量具有腐蚀性的盐酸。因此，摆脱光气生产含氮羰基化合物是绿色化学的一个重要目标。

中国科学院兰州化学物理研究所何琳等团队避开剧毒光气，以CO和CO2为羰基源，创造性地提出同步胺识别策略，解决了胺区分困难的关键问题。 àn)具有相似的性质，并成功实现了催化胺羰基化合成不对称尿素(niào)。相关研究成果发表在《Science》杂志上。

▲ 光气法催化羰基化逐步合成不对称尿素；一步合成不对称尿素的同步识别策略

据介绍，催化胺氧化羰基化是生产尿素最直接的路线，但当使用两种不同的胺作为底物时，会同时生成对称尿素和不对称尿素，导致选择性难以控制。

针对这一挑战，研究人员提出了同时胺识别的策略：利用空间位阻，钴中心识别伯胺/铵气进行亲核羰基化，生成金属酰基；利用氧化还原特性，铜中心识别仲胺。胺优先进行电子转移以产生自由基。

因此，将亲核羰基化和自由基羰基化两种模式纳入胺催化羰基化的转化中，保证在羰基两侧精确引入两种不同的胺片段，形成不对称脲的独特反应窗口。

进一步研究发现NH3还可以进行催化羰基化活化，与仲胺反应制备相应的不对称尿素。当分子含有伯胺和仲胺时，也会发生分子内识别，从而形成环化不对称脲。近百个组合实例产生了有利的不对称产物，进一步证实了胺识别和羰基化过程中独特的反应机理。

▲ 一氧化碳/二氧化碳合成不对称尿素；非光气途径合成小分子药物。

这种新的羰基化模式不仅适用于烷基胺，还适用于各种芳香胺和卤代胺。研究团队还开发了一种电热催化耦合工艺，利用电化学方法将CO2还原为CO，然后进行铜/钴热催化氧化羰基化反应生成不对称尿素，化学选择性高达93%。实验表明，接力反应性能与直接采用CO路线相当。

利用胺催化的羰基化转化通过非光气途径，可以完成一些小分子药物的直接合成，例如用于治疗精神分裂症和躁狂抑郁症的药物卡利拉嗪。在没有光气的情况下，以CO为起始原料，与相应的胺反应，可获得89%的目标产物。