近日，我校化学与材料科学学院绿色催化与传感团队付文升教授联合平原实验室王玉杰、蓝宇教授团队在化学领域国际顶刊《Angewandte Chemie International Edition》（中国科学院一区TOP，影响因子16.9）上发表题为“Titanium Dinitrogen Complex Catalyzed Hydrophosphination Leveraging the N₂-Unit Electron Reservoir”的研究论文。付文升、王玉杰、蓝宇为论文共同通讯作者，我校副教授马英钊、硕士生余佳欢和本科生喻安娜为论文共同第一作者。我校为论文第一完成单位。

在全球能源转型与国家“双碳”战略目标加快推进的背景下，绿色经济正迎来重要发展机遇。随着人们越来越多的尝试在温和条件下实现高耗能的Haber-Bosch NH₃生产过程，金属氮气化合物成为了重要的一类研究氮气活化的金属有机配合物。该类配合物被广泛用于氮气活化转化研究并在全球范围内取得了广泛进展。但是这类化合物中所存在的电子池效应往往被忽略。即Mⁿ=N=N=Mⁿ核心中，N₂单元作为π配体，其与两端的金属中心通过电子离域，可以对整个配合物分子实现稳定化效应。而当其核心受到更强的电子供体的进攻，N₂^2-单元以氮气分子的状态被释放，与此同时N₂^2-单元将电子返还给金属中心，得到低价态M^n-1中间体，完成电子池效应的闭环。本研究针对上述电子池效应，基于胍基配体支撑的Ti^III=N=N=Ti^III配合物对金属氮气类配合物的电子池效应进行了深入和系统的理论研究，通过膦氢化催化反应，对该效应进行证实。一方面通过实验，成功将推测的催化循环中间体进行了捕获，并通过高分辨液质联用质谱观测到。另一方面也通过DFT计算证实了该机理，从而确证了Ti^III=N=N=Ti^III配合物电子池效应的存在和释放以及其在催化领域的巨大潜力。

传统膦氢化催化转化面临配体兼容性差，催化剂活性不足的巨大挑战，而膦氢化催化又是绿色化学以及农药等相关领域的重要课题。因为含磷化合物的合成本身就存在高污染高耗能的巨大挑战，如果能实现复杂含磷产物的一步合成，势必对相关领域的研究起到极为重要的推动作用。而本研究正是充分利用了金属氮气化合物的电子池效应，实现了膦氢化催化底物兼容性的巨大提升，其中包含8个复杂的潜在药物分子和生物活性中间体衍生物的一步催化转化，同时TON达到了743。实验与理论研究表明，电子池效应释放氮气分子是决速步骤。上述发现不仅揭示了电子池效应在膦氢化催化中的决定性作用，更证实了其赋予金属氮气化合物的卓越活性，为开发基于低价金属物种的新型催化反应开辟了新可能。这预示着，电子池效应有望成为催化领域下一个重要的前沿方向。

依托化学与材料科学学院，绿色催化与传感创新团队近一年在《J. Am. Chem. Soc.》《Adv. Mater.》《Angewandte Chemie International Edition》等国际顶刊上发表多项研究成果，充分印证了我校推进有组织科研的实效。下一步，团队将锚定化学与材料科学领域的关键理论和技术难题，加大对长周期、高难度、突破性方向的持续研究力度。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202525132