稀土是我國重要的戰略資源，也是不可再生資源。由于其獨特的4f電子結構以及特殊的物理和化學性質，稀土元素在基礎研究和應用研究中均具有重要意義。稀土金屬有機配合物在小分子和惰性化學鍵活化、烯烴聚合、有機合成催化等領域發揮着重要作用，其反應類型、選擇性及适用底物範圍常與過渡金屬體系形成互補。因此，稀土金屬有機配合物在新物質創造中展現出不可替代的作用！金屬有機雜環作為金屬有機化學中的核心結構單元，經過數十年的發展，已在現代有機合成、配位化學及相關反應機制研究中發揮了關鍵作用，推動了包括諾貝爾獎成果在内的諸多重大進展。目前，主族與過渡等金屬有機雜環體系已得到廣泛探索，而稀土金屬有機雜環的研究仍明顯滞後。這主要因為：稀土-碳鍵高度極化，導緻體系反應性過高，難以分離和表征；稀土金屬氧化态單一，傳統氧化環金屬化方法不适用于稀土金屬有機雜環的構建。

　　圖1、五元稀土金屬有機雜環的合成、性質與反應性研究

　　自1998年起，席振峰教授持續開展多取代1,4-二锂-1,3-丁二烯（又名雙锂試劑）的合成及反應化學研究。當張文雄博士于2007年加入席振峰教授團隊後，率先啟動了雙锂試劑與稀土鹵化物的轉金屬化反應，嘗試合成雙稀土金屬有機試劑。經過六年不斷探索，研究團隊于2013年意外獲得了第一個雙茂稀土金屬雜環戊二烯，再經過兩年的努力，發表了有關稀土金屬雜環戊二烯的第一篇論文（Ling Xu, Yu-Chen Wang, Junnian Wei, Yang Wang, Zitao Wang, Wen-Xiong Zhang*, and Zhenfeng Xi, The First Lutetacyclopentadienes: Synthesis, Structure, and Diversified Insertion/C−H Activation Reactivity, Chem. Eur. J. 2015, 21, 6686）。此後，張文雄博士開啟了稀土金屬有機雜環化學之旅，在稀土金屬有機雜環的合成、結構表征、反應性及合成應用等方面取得了一系列開拓性研究成果（圖1，Chem. Sci. 2017, 8, 6852; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 15886; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 6843; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 20547; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 10705; J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 9151; Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 3, 100831; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 6633; Cell Rep. Phys. Sci. 2023, 4, 101479; J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 15609; J. Am. Chem. Soc. 2025,147, 1300.）。近日，他們應邀在Accounts of Chemical Research 雜志上發表了題為“The Enchanting Realm of Five-Membered Rare-Earth Metallacycles” 的綜述文章（Acc. Chem. Res. 2025, 58, 1696–1709）。該論文系統總結了團隊十餘年來在相關研究領域的深入探索與積累：針對稀土金屬雜環的合成難題，發展了直接轉金屬化和轉金屬化–還原等簡單易行的合成策略，首次實現了包括稀土金屬雜環戊二烯、稀土金屬螺雜環戊二烯、稀土金屬螺雜環戊烯、橋聯雙稀土金屬雜環戊烯在内的一系列稀土金屬有機雜環分子的合成、分離與表征；深入探讨了稀土金屬雜環在小分子活化、碳–碳鍵構建及惰性化學鍵活化等轉化中的高反應活性，揭示了其區别于主族和過渡金屬的獨特反應機制，表明通過合理設計，稀土金屬不僅能夠模拟過渡金屬的典型反應特性，甚至在某些體系中展現出超越後者的獨特反應能力，為其在合成化學中的應用拓展提供了切實可行的研究基礎；并介紹了稀土金屬雜環所展現的獨特性質，首次将非平面芳香性引入稀土金屬有機化學體系，基于配體的氧化還原性質實現了稀土金屬雜環體系的多電子轉移行為，拓展了稀土金屬有機化學的研究邊界。該論文被選為封面文章發表（圖2）。

　　圖2、《Acc. Chem. Res.》的當期封面文章

　　該工作通訊作者是beat365官方网站張文雄教授，第一作者是課題組已畢業博士研究生劉威，beat365官方网站魏俊年副研究員和課題組黃大江同學對文章的撰寫做出了重要貢獻。文章中涉及到的相關研究内容得到了國家重點研發計劃、國家傑出青年科學基金、基金委重點項目和北京分子科學國家研究中心等項目或單位的資助。

　　文章鍊接：https://doi.org/10.1021/acs.accounts.5c00168

審核：李玲 劉志博