CO₂是世界上最重要和最丰富的一碳合成子，近些年来，将二氧化碳的还原与官能团化（即C-C、C-O或C-N键形成）相结合，即CO₂的还原功能化策略快速发展，为CO₂的化学转化利用提供了新思路。CO₂并不惰性，在热力学上处于低能态，H₂O、NaOH和格氏试剂等都能与其反应；但大家有时会有一种CO₂是种惰性气体的误区，这是因为CO₂在动力学上是稳定的，需要进行有效活化才能实现其转化。在催化剂作用下，以CO₂为合成子通过构筑C-C、C-O以及C-N键可以获取多种高附加值的化工产品。

NH₃也是一种十分重要的化工原料，在含氮化合物的合成当中起了关键作用。然而CO₂和NH₃的组合利用合成CN化合物未见相关报道。在生物体内，在酶催化下，可以由CO₂和NH₃合成氨甲酰磷酸（CP），这类反应都是先转化为酰胺，再脱水成氰基。受此启发，李跃辉等人设想在还原剂的作用下，CO₂和NH₃形成酰胺化合物，再在催化剂作用下实现芳香化合物的氰基化反应。

首先对反应条件进行筛选，以PhSiH₃为还原剂、Cu₂O为催化剂、DABCO为配体，在130℃下反应能以76%的收率得到目标产物，温度升高到180℃，产率可进一步提高到94%。由于180℃温度太高，后续的底物拓展温度控制在130℃。

在优化好反应条件后，对底物普适性进行了拓展，各种碘代和溴代芳烃都能以中等收率得到氰基化产物。

该反应在同位素标记化学中有很大的应用价值，利用¹³C和¹⁵N标记的CO₂和NH₃合成了[¹³C, ¹⁵N]-azilsartan。

基于一些机理实验，提出了可能的反应机理：首先，在PhSiH₃作用下，CO₂和NH₃形成[Si] -N=C=O中间体c，Cu(I)对碘代芳烃氧化加成得到Cu(III)物种b，随后发生Cu/C插入反应得到中间体d，最后消除得到氰基取代的芳烃，而中间体e在硅烷还原下恢复成Cu(I)。

总结：该反应中氰基源于CO₂和NH₃，避免了强毒性氰基负离子的使用，而且以同位素标记的CO₂和NH₃为氰基源，可以选择性在氰基中引入¹³C和¹⁵N，这在放射化学中具有十分重要的意义。

Wang et al., Chem 4, 1–11

DOI：10.1016/j.chempr.2018.09.009