近期，化学化工学院“潇湘学者”特聘教授李斌课题组在重主族元素多重键研究方面取得了新进展，在《Nature Communications》发表题为“A base-stabilized germavinylidene”的学术论文。
重主族元素（价电子主量子数大于等于3）间形成的多重键具有全新的成键模式，呈现独特的构型，被称为“非经典多重键”或“极性配价键”。与经典有机分子的多重键化合物相比，重主族元素衍生物在成键方式、稳定性和反应性等方面均表现出截然不同的特性，成为主族化学家的关注重点之一。亚乙烯作为乙炔的同分异构体，表现出极高的活性，寿命仅为10-10 s。然而将亚乙烯中的碳原子替换为更重的十四族元素后，其稳定性有了明显改善，例如1-锗杂亚乙烯在15K的条件下可以进行原位谱学监测。此外，Lewis碱的引入可以进一步提高亚乙烯类化合物的稳定性，从而实现分离。但是由于合成前体与合成方法的限制，目前具有R2C=Ge结构的锗杂亚乙烯尚未被成功合成。
图1研究背景（a）和研究进展（b）
基于前期在重主族元素多重键方面的研究基础（Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 1986; New J. Chem. 2025, 49, 1133; Inorg. Chem. 2025, 64, 3485; Inorg. Chem. 2025, 64, 18704），研究人员利用具有亚胺基侧链基团的环烷基（胺基）卡宾配体与二氯化锗反应，然后通过强还原剂还原，借助环烷基（胺基）卡宾的强σ-给电子和π-受电子特性，以及亚胺基侧链的分子内配位作用，首次实现了Lewis碱配位的1-锗杂亚乙烯的稳定合成，并通过X-射线单晶衍射对结构进行了明确的表征，理论计算结果也证实了其Ge=C双键的性质。此外，该化合物表现出多样的反应性，包括与Me-OTf的氧化加成反应，独特的π电子配位特性，作为Ge原子转移试剂的应用，以及与异氰酸酯的[2+2]环加成反应。该研究展示了亚胺基官能团化的环烷基（胺基）卡宾配体在稳定低价态主族元素方面的巨大潜力。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65001-w
该研究由国家自然科学基金，湖南省自然科学基金，湖南省教育厅重点项目支持完成，“潇湘学者”特聘教授李斌为第一作者和通讯作者，南方科技大学刘柳教授为共同通讯作者，我校为论文第一通讯单位。南方科技大学刘柳教授和李建成博士通过DFT计算为论文提供了重要的理论依据。我院张漫波副教授、硕士生朱雁玲、王继承、王园园参与了论文工作。湖南大学分析测试中心提供了部分的测试支持。值得一提的是，论文的共同一作李建成博士是我院2012届本科毕业生，现为南方科技大学研究助理教授。