近日，我所生物能源研究部催化羰基化研究组（DNL0604组）吴小锋研究员团队发表了单电子转移介导的羰基化反应的综述文章，系统总结了单电子转移（SET）介导的羰基化反应领域的前沿探索与创新研究，全面阐述了其在有机合成中的发展脉络与未来趋势。
羰基化反应是现代有机合成中最核心、最具工业应用价值的反应类型之一，是构建含羰基化合物（如醛、酮、酯、酰胺、羧酸等）的重要手段。这类化合物广泛存在于药物分子、功能材料及精细化学品中。传统羰基化反应多基于“双电子转移”（TET）机制，通过贵金属催化剂实现氧化加成和还原消除循环。然而，TET体系虽机理清晰、工艺成熟，但存在贵金属依赖、反应条件苛刻及底物范围受限等问题，尤其在处理烷基底物时往往面临反应性低的难题。
随着自由基化学与光催化技术的迅猛发展，“单电子转移”驱动的羰基化反应近年来受到广泛关注。SET策略能够绕开传统氧化加成步骤，在温和条件下生成高活性的单电子中间体，实现对惰性键的高效活化。相较传统体系，SET羰基化在反应选择性、底物兼容性及条件可控性上均表现出显著优势，并可与可见光催化、过渡金属催化或无金属体系灵活结合，为羰基化化学开辟了全新的反应空间。
本综述系统梳理了2000年至2025年间SET介导羰基化反应的发展历程，重点讨论了四类典型反应模式，包括卤代烷的单电子还原羰基化、经氢原子转移（HAT）实现的烷烃C-H键羰基化、通过自由基接力机制实现的烯烃/炔烃羰基化、由有机金属物种引发的加成型羰基化。
吴小锋团队长期专注于一氧化碳的高效转化与利用，在高附加值含羰基化合物的制备领域取得系列进展。团队基于单电子转移机制，创新性地发展出多种高效羰基化策略，为羰基化化学的发展提供了新的思路与方向（Acc.Chem. Res.，2025；Nat. Catal.，2024；Angew. Chem. Int. Ed.，2022；Angew. Chem. Int. Ed.，2022；Angew. Chem. Int. Ed.，2022；Nat. Commun.，2025；Angew. Chem. Int. Ed.，2023；Chem，2025）。
上述工作以 “Recent Advances in Single-Electron-Transfer-Mediated Carbonylation” 为题，于近日发表在《化学评论》（Chemical Reviews）上。该工作的第一作者是我所DNL0604组中德联合培养博士研究生王乐程。本研究得到了国家重点研发计划等项目的资助。（文/图 王乐程）
