電化學合成法，特別是直流電（DC）電合成，在過去一個世紀以來，於化學工業中扮演著不可或缺的角色，其應用範圍涵蓋了多種工業製程，例如水分解。然而，直流電電合成的局限性在於只能調節電流 (I) 或電壓 (U)；而交流電（AC）電合成則以其極性反轉和週期性波動的特性，為化學反應提供了更精密的調控能力。交流電電合成具備多項可調整參數，例如頻率 (f)、佔空比 (D，一個脈衝循環內，通電時間相對於總時間所佔的比例) 和波形函數，能更精確地調節反應過程。儘管交流電在電力傳輸和分配方面取得了主導地位，但其在電合成領域的應用仍處於發展階段。近年來，交流電合成在合成化學領域的應用逐漸受到關注。例如，研究者利用正弦波交變電流來改善活性物質（active species）傳輸的限制，並利用方波來調控有機反應中氧化和還原的強度。然而，交流電合成的參數組合繁多且複雜，現有的設備和應用仍然受限於有限的波形選擇，所以目前主要依賴於正弦波和方波。為了充分發揮交流電合成的潛力，開發新的電合成方案，善用交流電的多樣化波形，將是大幅改善傳統電合成方法的關鍵。

近日，中國武漢大學的研究團隊，成功開發出一種稱為「可程式化交流電（pAC，programmed AC）」的電合成方法，其特點在於可以系統地調整電流、頻率和佔空比，產生多樣化的波形，並可以透過無線網路，利用電腦或手機進行遠端控制。研究人員以銅催化的碳-氫鍵轉化反應（C-H bond transformation）作為範例，探討了pAC在該反應中的影響。研究發現，與傳統直流電或化學氧化劑相比，pAC可以更有效地調節銅催化劑在Cu⁰和Cu^II錯合物之間的動態平衡，並透過微調波形參數，調控Cu^II鍵結的碳中心自由基（[Cu^II-R]•）和Cu^II物種（Cu^II-R）之間的活性，進而提升反應活性和選擇性。實驗結果顯示，針對不同的反應途徑，例如C(sp³ )-H炔化，pAC可藉由調整電流方向、佔空比和電極材料等參數，優化銅在反應過程中的氧化還原特性，進而顯著提高產率（pAC：28-76%；DC：trace-13%；Oxi.：n.d.-17%）。除此之外，研究人員還透過EPR技術，觀察到不同波形下Cu^II物種的變化，更證實了pAC在調控反應途徑的優勢。研究人員表示，該研究成果為過渡金屬催化的有機合成提供了新的方法，也展現了pAC在化學合成領域的應用潛力。