Acc. Chem. Res.南京大学朱从青课题组在锕系金属-金属键领域取得的一系列具有特色的原创性研究成果

近日，应Accounts of Chemical Research主编邀请，朱从青课题组撰写了题为“Heterometallic Clusters with Uranium-Metal Bonds Supported by Double-Layer Nitrogen-Phosphorus Ligands”的综述性论文 (DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00180)，系统总结了课题组在锕系金属-金属键领域取得的一系列具有特色的原创性研究成果。

金属元素占据元素周期表的半壁江山，金属-金属键作为研究合金与金属分子配合物之间的桥梁载体，吸引了人们的极大关注。d区过渡金属之间的多重键得到飞速发展，为深入研究过渡金属的成键本质与潜在应用奠定了丰富的物质基础。相对而言，f区锕系金属参与的金属-金属键受限于合成方法少、产物稳定性差、难以表征等因素而发展缓慢。近年来，朱从青课题组采用独特的“双层N-P配体”，在锕系金属-金属键的构筑、反应性及性能等方面取得一系列原创性研究成果：

1）首次实现分子内多个铀-金属键（U-Ni, U-Pd, U-Pt等）的构筑，突破此前只能构筑单个铀-金属键的局限，为构筑多个锕系金属-金属键提供了有效方法，从而结束了该领域三十多年来“结构单一”的研究历史(Nat. Chem.2019, 11, 248−253; Chem. Sci.2020, 11, 7585–7592)。下载化学加APP，看到更多精彩。

2）首次实现一系列锕系金属-金属三重键的构筑（U-Rh, U-Co, U-Fe等），为研究锕系金属与过渡金属之间的成键奠定丰富的物质基础；实现最短锕系金属-金属键（U-Fe三键：1.969 Å）的成功构筑及稳定分离 (PNAS 2019, 116, 17654−17658; Chem2022, 8, 1361−1375)。

3）实现分子内多个稀土金属-金属键的构筑（La-Rh, Ce-Rh, Nd-Rh等），证实双层N-P配体对构筑金属-金属键物种的通用性 (J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 5998–6005)

图1. 基于双层N-P配体构筑锕系金属-金属键

4）基于锕系金属-金属协同策略，实现炔烃的选择性硼氢化，首次实现锕系金属-金属键配合物的催化功能(Chem2022, 8, 1361−1375)；基于锕系金属-金属协同策略，实现常温、常压下，氮气分子的裂解，为理解氮气活化-转化的机制提供新的思路(JACS2020, 142, 15004−15011)。

5）基于锕系金属与配体协同策略，在常温、常压、无需外加还原剂条件下，实现N2、O2、P4、As的活化，发展锕系金属配合物活化小分子的新模式(ACIE 2021, 60, 473−479; CCS Chem.2021, 3, 3268–3276)。

图2. 锕系金属-配体协同活化小分子

该系列研究工作表明，双层N-P配体中P原子表现出两方面功能：1）与过渡金属螯合，构筑金属-金属键；2）作为亲核试剂，参与小分子活化。朱从青课题组将继续围绕双层N-P配体，开展金属-金属键的构筑、反应性及性能（催化、小分子活化等）方面的研究。该系列研究工作得到国家自然科学基金、青年拔尖人才项目、中国科协青年人才托举工程项目、中央高校基本科研业务费、江苏省双创人才、江苏特聘教授、南京大学、配位化学国家重点实验室等经费资助。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.accounts.2c00180

朱从青课题组网站：https://hysz.nju.edu.cn/zcq/main.psp

来源：南京大学