我国学者在主族元素催化领域取得进展

图 铝氧化还原催化实现炔烃三聚

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22350004、22301119、22271132）等资助下，南方科技大学刘柳课题组在主族元素催化研究领域取得进展。研究成果以“铝氧化还原催化实现炔烃三聚（Aluminium redox catalysis enables cyclotrimerization of alkynes）”为题，于2026年2月11日发表在《自然》（Nature）杂志。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025 -09941-9。

　　铝是地壳中含量最丰富的金属元素（8.1%）。作为典型的第三周期主族元素，铝不受惰性电子对效应的影响，且具有较低的电负性（1.61），其价电子结构使其倾向于失去三个价电子，形成热力学稳定的三价铝化合物。自1859年首例有机铝化合物被合成以来，三价铝化合物在催化中的应用主要局限于路易斯酸催化模式，尚未建立起以铝为中心的氧化还原催化体系。因此，发展基于铝的氧化还原催化，不仅有助于深化对铝元素本质的认识，也有望拓展主族元素催化的新范式。

　　针对上述科学问题，研究团队利用铝宾（一价铝物种，卡宾的铝类似物）兼具亲核性与亲电性的路易斯双亲性特征，实现了铝与炔烃的氧化加成和插入反应；同时，借助配体咔唑骨架中氮原子的构型自适应调控作用，优化铝中心的配位环境，进而促进关键中间体的异构化与还原消除过程，最终构建了可循环运行的一价铝/三价铝氧化还原催化体系，实现了炔烃的高效三聚反应。该研究为主族元素参与氧化还原催化提供了新路径，拓展了铝化学及主族元素催化研究的发展方向。