摘要：2024年11月14日，四川大学董召文研究员在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Synthesis and redox catalysis of Carbodiphosphorane ligated stannylene》的研究论

较重的第14族卡宾类似物展现出类似过渡金属的行为，在小分子活化和配位化学方面显示出卓越的能力。

然而，它们在氧化还原催化中的应用仍然是一个谜。

2024年11月14日，四川大学董召文研究员在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Synthesis and redox catalysis of Carbodiphosphorane ligated stannylene》的研究论文，刘洙春光为论文第一作者，董召文研究员为论文通讯作者。

董召文，四川大学化学学院特聘研究员。2015年硕士毕业于杭州师范大学，导师：李志芳教授；2019年博士/博士后毕业于德国奥登堡大学，导师：Thomas Müller教授；2019–2022年在瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）从事博士后工作，合作导师：Kay Severin 教授；2022年–至今任四川大学特聘研究员。

董召文研究员的主要研究方向为：1. 新型低配位p区化合物的合成及应用研究；2. 新型主族元素掺杂的“芳香性”杂环配体的合成及其性质研究；3. 新型高能硼燃料的开发和利用。目前已在国际著名刊物共计发表SCI论文27篇，其中第一作者论文17篇，其中5篇文章被选为封面文章。

在此，研究人员报告了一种含碳二磷烷配体的锡炔的合成和分离，通过计算和反应性研究阐明了二价锡中心的亲核反应活性。

此外，这种锡炔在氟芳烃的加氢脱氟反应中表现出催化活性。

研究人员对基本步骤的机理研究证实了一个涉及C-F氧化加成、F/H配体复分解和C-H还原消除的SnII/SnIV氧化还原循环，这个低价SnII催化体系类似于经典的过渡金属催化。

值得注意的是，这代表了利用卡宾类似物和第14族重元素作为催化剂的金属模拟氧化还原催化。

图1：过渡金属配合物或卡宾类似物的氧化还原催化

图2：锡炔的合成和计算分析

图3：反应性研究

图4：SnII催化五氟吡啶加氢脱氟的机理研究

图5：氟芳烃催化加氢脱氟的范围

综上，这篇论文提出了一种通过合成含碳二膦烷配体的锡炔来模拟过渡金属的氧化还原催化活性，从而在氟芳烃的加氢脱氟反应中实现催化循环的方法。

研究发现，该锡炔在加氢脱氟反应中展现出高效的催化活性，通过C-F氧化加成、F/H配体复分解和C-H还原消除过程，实现了SnII/SnIV氧化还原循环，为非过渡金属催化提供了新的范例。

这项研究突破了第14族重元素卡宾类似物在氧化还原催化中的应用难题，为开发新型非过渡金属催化剂提供了重要的科学依据，有助于减少对稀有过渡金属的依赖。

这种新型锡炔催化剂有望在绿色化学和可持续催化领域得到应用，特别是在需要替代过渡金属催化的化学合成和材料科学中，具有广阔的应用前景。

Liu, Z., Wang, Z., Mu, H. et al. Synthesis and redox catalysis of Carbodiphosphorane ligated stannylene. Nat. Commun. 15, 9849 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54321-y.

来源：华算科技