二氧化碳（CO₂）是一种丰富且廉价的C1化学原料，实现其向羧酸类化合物的合成是开展CO₂化学转化的重要途径之一。目前发展的策略主要包括有机卤化物，碳-硼、碳-氮、碳-氧试剂，碳-氢化合物的σ键断裂，以及烯烃、炔烃、酮和亚胺的π键断裂羧酸化反应。相对地，由于碳-碳键与过渡金属相互作用的轨道方向性较差，以及CO₂的动力学惰性和热力学稳定性，碳-碳键断裂耦合CO₂向羧酸化合物的转化具有很大的挑战性。另一方面，碳-碳键是构成有机化合物最基本的结构单元之一，其断裂官能化为结构多样的分子骨架合成提供了更加便捷的路径。因此，发展碳-碳键断裂的羧酸化反应具有重要的研究意义。

最近，在国家自然科学基金委、中国科学院和北京分子科学国家研究中心的支持下，化学所分子识别与功能院重点实验室孟庆元研究员团队首次报道了一例可见光催化、无金属参与的烯烃碳-碳双键裂解耦合CO₂的羧酸化反应。机理研究表明激发态的光催化剂氧化三级胺得到氮邻位的碳自由基，加成烯烃裂解π键，进一步地，产生的碳自由基中间体被低价态的光催化剂还原至碳负离子，亲核加成CO₂获得γ-氨基酸，经过第二次光氧化还原催化循环裂解σ键生成目标产物。该策略具有广阔的底物范围，良好的官能团兼容性，适用于各种单取代、双取代和三取代（杂）芳基烯烃的转化，同时α,β-不饱和的烯烃也可以很好的耐受。最后，该策略被应用于生物活性分子的衍生化，布洛芬类药物以及降血糖药物瑞格列奈的合成中，显示出很好的应用前景。本研究为CO₂向有机化学品的转化提供了新的研究思路。相关研究工作发表于Angew. Chem. Int. Ed.(2024, 63, e202313030)，第一作者为博士后袁盼锋，通讯作者是孟庆元研究员。