我國學者在主族元素催化領域取得進展

圖 鋁氧化還原催化實現炔烴三聚

　　在國家自然科學基金項目（批準號：22350004、22301119、22271132）等資助下，南方科技大學劉柳課題組在主族元素催化研究領域取得進展。研究成果以“鋁氧化還原催化實現炔烴三聚（Aluminium redox catalysis enables cyclotrimerization of alkynes）”為題，于2026年2月11日發表在《自然》（Nature）雜志。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025 -09941-9。

　　鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素（8.1%）。作為典型的第三周期主族元素，鋁不受惰性電子對效應的影響，且具有較低的電負性（1.61），其價電子結構使其傾向于失去三個價電子，形成熱力學穩定的三價鋁化合物。自1859年首例有機鋁化合物被合成以來，三價鋁化合物在催化中的應用主要局限于路易斯酸催化模式，尚未建立起以鋁為中心的氧化還原催化體系。因此，發展基于鋁的氧化還原催化，不僅有助于深化對鋁元素本質的認識，也有望拓展主族元素催化的新范式。

　　針對上述科學問題，研究團隊利用鋁賓（一價鋁物種，卡賓的鋁類似物）兼具親核性與親電性的路易斯雙親性特征，實現了鋁與炔烴的氧化加成和插入反應；同時，借助配體咔唑骨架中氮原子的構型自適應調控作用，優化鋁中心的配位環境，進而促進關鍵中間體的異構化與還原消除過程，最終構建了可循環運行的一價鋁/三價鋁氧化還原催化體系，實現了炔烴的高效三聚反應。該研究為主族元素參與氧化還原催化提供了新路徑，拓展了鋁化學及主族元素催化研究的發展方向。