硼氢化物是广泛用于化学合成中的还原剂，并具有作为减少CO2的储氢材料的新兴能源应用的发展可能性。硼氢化物可以用在CO2还原成如甲酸和甲醇等燃料的应用上，最早甚至可以追溯到1955年。直到2014年，硼氢化物离子在CO2还原中的内在作用都还在深入研究。像是在催化量的NaBH4的存在下，BH3·THF可以有效还原二氧化碳转化为三甲基环硼氧烷。之后也有NaBH4与二氧化碳直接反应产生可以水解生成甲酸的三硼氢化物的研究发表。此外，在合适的催化剂存在下，频哪醇硼烷（HBpin）和儿茶酚硼烷（HBcat）可以将二氧化碳还原成为一系列的产品，例如一氧化碳、甲醛、甲酸和甲醇。不过这些硼烷试剂的缺点是生产它们需要大量能量才能进行，每年数百万公斤的NaBH4产量，需要高温（> 600℃）和8 V或更高的操作电位才能达到要求。
图片来源：Chem. Sci.
而该问题的潜在解决方案，可以从电化学还原硼化合物的质子化直接构建B-H键来达成。这种方法的概念也类似于过渡金属络合物的还原和质子化产生过渡金属氢化物。而尽管难以获得双重还原的硼烷，但最近在低价硼化合物质子化产生B-H键的方面的确也取得了进展。
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另一方面，近期University of California, Riverside的W. Hill Harman教授则在Chem. Sci.报道了通过金络合物平台[Au(B2P2)]n的氧化还原反应和它们的转化来得到单-和二-硼氢化物。
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值得一提的是，单硼化氢可以通过[Au(B2P2)]的质子化获得，[Au(B2P2)]在相对温和的电位（2.05 V vs. Fc/Fc+）下可获得硼烷二价阴离子。该物种能还原二氧化碳以产生相应的甲酸盐络合物。之后就可再可通过还原（约1.7 V vs. Fc/Fc+）或通过添加含有H+的亲电试剂来实现甲酸的取得。
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另外，[Au(B2P2)]与CO2的直接反应会导致不成比例的还原，使得CO释放出来，并产生碳酸盐络合物。
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总之，该研究通过用弱有机酸质子化来还原硼烷产生B-H单元，其可进行构成以硼基反应中心出发的CO2还原合成循环。
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参考文献：CO2 reduction with protons and electrons at a boron-based reaction center
DOI: 10.1039/c9sc02792k
原文作者：Jordan W. Taylor, Alex McSkimming, Laura A. Essex and W. Hill Harman*
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