史延慧和曹昌盛课题组利用氮杂环 卡宾(NHCs) 有机化合物代替金属有机化合物做催化剂来催化二氧化碳参与有机反应。由于 NHCs 卡宾是一类亲核能力很强的分子，它们可与亲电的二氧化碳形成两性离子加合物，该加合物中二氧化碳上的 C=O 键的电荷分离被显著增强，其程度类似于一般羰基化合物中 C=O 键上电荷分离的情况。因而加合物实际上是活化了在自由状态下呈惰性的二氧化碳，使其能像普通羰基化合物一样参与更多的有机反应。
研究发现在 1 atm 的条件 下，CO2 与取代环氧乙烷反应几乎可定量地形成乙烯碳酸酯衍生物。即使是在分压小于1 atm 时，此反应仍有较高的产率。
此项研究不仅为工业上二氧化碳的回收、再利用提供了一种可选择的途径，同时对减少空气中温室气体的含量等方面有潜在的应用意义和理论价值。此文章因为实用性较强，被引用到著名的有机化学网站organic-chemistry.org上，详见下面的链接：www.organic-chemistry.org/abstracts/lit3/669.shtm
l Xiang Liu, Changsheng Cao,* Yunfei Li, Pei Guan, Longguang Yang, Yanhui Shi*, Cycloaddition of CO2 to Epoxides Catalyzed by N-Heterocyclic Carbene (NHC)/ZnBr2 System under Mild Conditions, Synlett, 2012, 23, 1343-1348.
Sonogashira/Hydroarylation串联反应的研究
Sonogashira反应是关于末端炔烃与芳基卤化物偶联形成双取代炔烃化合物的方法，此反应在通常情况下都需要CuI和磷配体的存在，并用Pd有机化合物在惰性气氛下来催化进行。由于我们所制备的NHC-Pd化合物活性高，其对空气、水稳定，因而在催化此类反应时，不需要加入CuI和磷配体，且是在空气条件下进行的。尤其是，NHC-Pd化合物还可以在同一体系中继续催化上一步生成炔烃的芳氢化（hydroarylation）反应，最终得到了结构均为反式烯烃的化合物。
此研究不仅扩展了Sonogashira反应的适用范围，而且发现了一种合成反式多芳基取代烯烃的方法。
l Longguang Yang, Pei Guan, Pan He, Qian Chen, Changsheng Cao,* Yu Peng, Zhan Shi, Guangsheng Pang and Yanhui Shi,* Synthesis and characterization of novel chiral NHC–palladium complexes and their application in copperfree Sonogashira reactions Dalton Trans., 2012, 41 (16), 5020-5025.
Longguang Yang, Yunfei Li, Qian Chen, Yufeng Du, Changsheng Cao,* Guangsheng Pang, Yanhui Shi,* Sonogashira/hydroarylation sequential reactions: catalyzed by NHCPd complexes, Tetrahedron, 2013, 69(25), 5178-5184.
