南方科技大学《Nature》：首次实现了铝元素的氧化还原催化！

背景：过渡金属催化在现代化学中占据核心地位，但其依赖d轨道电子灵活切换，而主族元素因价层s/p轨道特性难以实现可逆氧化还原循环。铝是地壳最丰富的金属，但长期以来其催化应用仅局限于路易斯酸催化，铝（I）物种易氧化为稳定铝（III）而难以循环。研究目的：南方科技大学刘柳团队旨在突破铝元素氧化还原催化的局限，通过设计铝宾分子实现可逆的Al(I)/Al(III)循环，并应用于炔烃三聚反应。结论：团队创制了一例卡宾类似物铝宾分子，利用其“三位点双亲性”以及咔唑取代基的“构型自适应”特性，串联氧化加成、插入与还原消除步骤，首次实现了基于铝的氧化还原催化循环，成功完成Reppe型炔烃三聚反应。研究明确了三个关键中间体结构，验证了催化循环，展现出高官能团兼容性、化学选择性及高达2290的催化转化数，显著优于钼、铁、钴等非贵金属体系。该工作填补了主族铝金属氧化还原催化的空白，深化了对铝成键特性和反应本质的认识。