我院张弘教授课题组联合南方科技大学夏海平教授在主族元素杂小环领域取得重要进展，相关研究成果以“Metallaphosphirenes with σ-Aromaticity: Capture of Phosphorus Atom by Metalla-Aromatics”为题，发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202512214。
含磷杂环因其独特的空间结构和物理化学性质，近年来已在医药、功能材料和能源等多个领域展现出强大的发展潜力和广阔的应用前景。含磷杂环的多功能性源于其独特的分子结构及丰富的化学性质。磷原子可以2配位到6配位五种成键模式与碳原子或其它杂原子成环。其中，低价态磷由于具有未成键电子及可参与成键的空p轨道或3d轨道，表现出高反应活性而备受关注。但是，由于磷的s和p轨道差异大，与碳形成多重键的能力弱，因此相比于其他含杂原子共轭分子，磷杂环及其衍生物的高效构建具有更大的挑战性。
研究团队基于前期在张力金属杂环构建的研究基础（Nature Communications 2025, 16, 3632; Chin. J. Chem. 2024, 42, 1121-1127; Chem. Sci. 2023, 14, 1227-1233；PNAS 2021, 118, e2102310118；Sci. Adv. 2020, 6, eaay2535等），以碳龙配合物作为载体，结合理论计算，首次系统探究了磷氰酸钠盐[Na(OCP)]与后过渡金属卡拜之间的单磷原子转移（PAT）反应，成功构建了具有独特σ-芳香性的金属磷杂环丙烯结构。该结构的引入可诱导并环体系中金属杂环骨架发生芳香性反转。理论计算进一步揭示，磷杂三元环的形成经历了[1 + 2]环加成路径。此路径由碳龙配合物中双亲性卡拜碳的高反应活性驱动，与OCP⁻和其他过渡金属配合物的反应模式截然不同。
该研究工作在张弘教授及夏海平教授的指导下完成， 2021级博士生杨鑫为论文第一作者，理论计算部分由2022级硕士张笑炎及2020级博士蔡亚鹏完成。研究工作得到国家自然科学基金（22471225、22171234）、宁波市顶尖人才项目（215-432094250）等项目资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202512214
