刘柳研究员研究成果|系列新颖碳、铝、硅、磷试剂
2025-09-01 · 推荐产品 · 百灵威授权转载
基于新颖的主族元素结构基元的研究，不仅有助于从本质上理解主族元素之间的成键模式、反应路径与电子转移机制，更为开发主族元素在小分子活化、催化转化、分子电子器件、功能材料乃至药物分子中的潜在应用奠定了坚实的基础，其重要性贯穿于从基础科学探索到应用技术发展的全过程。因此，围绕主族元素开展新型结构基元的设计、合成与反应性研究，不仅具有重要的基础科学意义，也为发展具有突破性的功能材料和前沿技术提供了关键支撑。
南方科技大学刘柳课题组通过精准的配体设计与细致的电子结构调控，成功开发出一系列结构新颖性的具有高反应性的碳、铝、硅、磷等元素试剂，可作为构建多种功能化主族元素骨架乃至主族-过渡金属杂化体系的理想“基元砌块”，在小分子活化、新型催化体系构建以及功能材料前驱体等多个研究领域显示出广泛的应用前景。氮杂环磷基支撑的碳试剂
一系列基于氮杂环磷基的孤对电子的π-给电子性和N–P σ*轨道的接受电子性而开发的多样性重氮甲烷，重氮甲烷负离子，碳卡宾，烯亚胺，烯亚胺负离子，烯酮、烯酮负离子。
产品应用：
这些化合物在结构类型、电子性质及反应行为上各具特色，既可作为重要的合成砌块参与C–C、C–X键构建，也可作为高能中间体参与环化、插入、迁移重排等反应。尤其是负离子状态下的重氮甲烷、烯亚胺和烯酮类物种，展现出优异的亲核性和多位点反应活性，为实现选择性构筑多官能团有机分子提供了新的反应模式和策略。
产品列表
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| (phosphino)(silyl)diazomethane , 98% 磷基硅基重氮甲烷 | 3067312-95-9 | 9480017 |
| (phosphino)diazomethane , 98% 磷基硅基重氮甲烷 | 3079967-02-2 | 9480018 |
| (auro)(phosphino)diazomethane , 98% 磷基金基重氮甲烷 | / | 9480099 |
| Cu-substituted (phosphino)diazomethane , 98% 磷基铜基重氮甲烷 | 3067977-13-0 | 9480019 |
| stannylenyl (phosphino)diazomethane, 98% 磷基亚锡基重氮甲烷 | 3067361-43-4 | 9480020 |
| stannyl (phosphino)diazomethane, 98% 磷基锡基重氮甲烷 | 3074501-93-9 | 9480021 |
| (phosphino)(silyl)diazomethane , 98% 磷基硅基重氮甲烷 | 3040941-55-4 | 9480123 |
| di(phosphino)diazomethane , 98% 双磷基重氮甲烷 | 3040941-56-5 | 9480124 |
| (auro)(phosphino)carbene, 98% 磷基金基卡宾 | / | 9480100 |
| copper carbyne , 98% 磷基卡拜铜 | 3067977-14-1 | 9480022 |
| stannyne, 98% 锡炔 | 3067361-44-5 | 9480025 |
| σ0π2 carbene, 98% σ0π2 卡宾 | 3040941-59-8 | 9480026 |
| Germanyl (phosphino)carbene, 98% 磷基锗基卡宾 | 3067312-97-1 | 9480023 |
| stannyl (phosphino)carbene, 98% 锡基锗基卡宾 | 3074501-95-1 | 9480024 |
| potassium thiophosphoryl keteniminyl, 98% 磷硫酰基烯亚胺基钾 | 3079985-26-2 | 9480101 |
| potassium phosphoketeniminyl, 98% 磷基烯亚胺基钾(穴醚) | 3079985-24-0 | 9480102 |
| potassium phosphoketenyl, 98% 磷基烯酮钾 | 2962774-44-1 | 9480103 |
| potassium selenophosphory-keteny, 98% 磷硒酰基烯酮钾 | 2962774-45-2 | 9480104 |
| Potassium (phosphino)diazomethanide , 98% 磷基重氮甲基钾 | 2936634-02-3 | 9480105 |
| diphosphoketenimine, 98% 双磷基烯亚胺 | 3040941-65-6 | 9480125 |
| stanyl (phosphino) ketene, 98% 磷基锗基烯酮 | 2936634-05-6 | 9480027 |
| copper ketenyl complex, 98% 磷基烯酮铜 | 2936644-71-0 | 9480028 |
咔唑支撑的铝试剂
基于咔唑取代基的动力学保护策略而开发的稳定但仍保有高度化学活性的低价态铝化学物种：单取代，二取代低价态铝宾，重元素铝酰以及铝杂环化合物。
产品应用：
铝宾可用于基于自身双亲性的模拟过渡金属催化的主族催化循环或铝基功能配体过渡金属的异核双金属催化剂的开发。铝杂环化合物作为主族杂环的代表结构，在有机合成中作为反应中间体、嵌段试剂，以及在材料科学中用于构建π共轭主族材料、柔性金属有机体系、分子识别模块等方面具备重要潜力。
产品列表
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| carbazolylaluminylene, 95% 咔唑基铝宾 | 2722715-29-7 | 9480029 |
| NHC-carbazolylaluminylene, 95% 氮杂环卡宾配位的铝宾 | 2755194-49-9 | 9480030 |
| Aluminum Selenide, 95% 铝硒酰 | 3023225-66-0 | 9480031 |
| Aluminum Telluride, 95% 铝碲酰 | 3023225-67-1 | 9480032 |
| aluminacyclopropene, 95% 铝杂环丙烯 | 3060454-27-2 | 9480033 |
| alumole-Et4, 95% 四乙基铝杂环芴二烯 | 2820118-37-2 | 9480034 |
| alumole-Ph4, 95% 四苯基铝杂环芴二烯) | 2820118-38-3 | 9480035 |
新颖硅试剂
介离子型硅宾和基于氮杂环硼基取代的硅烷，硅负离子以及重元素烯烃硅锗烯负离子。
产品应用：
可用于构建复杂有机硅骨架、主族多重键以及新型有机电子功能材料。
产品列表
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| mesoionic silylene, 98% 介离子硅宾 | 3061409-80-8 | 9480037 |
| NHB-trisilylsilane, 98% 氮杂环硼基三硅基硅烷 | / | 9480113 |
| Potassium NHB-silanide, 98% 氮杂环硼基三硅基硅烷钾-冠醚 | / | 9480114 |
| Potassium silagermenide, 98% 硅锗烯钾 | / | 9480115 |
新颖磷试剂
基于氮杂环硼基取代的磷试剂以及磷负离子试剂。
产品应用：
可用于含磷多重键体系和基于含磷芳香杂环的具有电子传输性质、光学响应行为、可还原/可氧化特性的有机电子材料、分子半导体、功能性配体的构建。
产品列表
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| NHB-phosphine, 98% NHB-膦烷 | 2883498-16-4 | 9480106 |
| Phosphaborene, 98% 磷硼烯 | 2883498-21-1 | 9480107 |
| NHB-disilylphosphine, 98% 氮杂环硼基二（三甲基硅基）膦 | 3035564-38-3 | 9480108 |
| Phosphagermylenylidene, 98% 磷锗异腈 | 3062490-04-1 | 9480036 |
| Lithium dicyanophosphide, 98% 二氰基磷锂-（1,4-二氧六环） | 2757966-64-4 | 9480109 |
| phospholide, 98% 四苯磷咯锂 | 2758148-60-4 | 9480110 |
| phospholide, 98% 二苯基并磷咯锂 | 2757966-56-4 | 9480111 |
| phospholide, 98% 二噻吩并磷咯锂 | 2757966-57-5 | 9480112 |
个人简介
刘柳，南方科技大学化学系研究员、博士生导师。在厦门大学获得学士（2007年）和博士（2016年）学位，导师为赵玉芬教授。期间（2013-2015年）曾赴加州大学圣地亚哥分校联合培养，导师为Guy Bertrand教授。曾先后在加拿大多伦多大学（2016-2019年；合作导师为Douglas W. Stephan教授）和美国劳伦斯伯克利国家实验室与加州大学伯克利分校（2019-2020年；合作导师为F. Dean Toste教授、Kenneth N. Raymond教授和Robert G. Bergman教授）从事博士后科研工作。2020年加入南方科技大学开展独立研究。主持国家自然科学基金委原创探索项目、优秀青年基金（海外）项目、面上项目和青年项目等国家自然基金。近年来，围绕“创制双亲性主族元素分子”这一核心科学问题，通过合理的设计，成功合成了一系列双亲主族分子，揭示了其电子结构稳定性的本质，探讨了这些新颖结构基元的化学性质以及潜在的应用前景。获得中国化学会—英国皇家化学会青年化学奖（2024）、中国化学会青年化学奖（2022）、中国化学会黄耀曾金属有机化学青年奖（2023-2024）、中国化学会青委会菁青化学新锐奖（2022）、日本化学会杰出讲座奖（2024）。目前担任Eur. J. Inorg. Chem.（2022-目前）、Inorg. Chem. Front.（2024-目前）、化学学报（2024-目前）、Green Synth. Catal.（2025-目前）青年编委。
参考文献
1. Hu, C.; Wang, X.-F.; Li, J.; Chang, X.-Y.; Liu, L. L.* A stable rhodium-coordinated carbene with a σ0π2 electronic configuration. Science 2024, 383, 81−85.
2. Wang, X.-F.; Hu, C.; Li, J.; Wei, R.; Zhang, X.; Liu, L. L.* A crystalline stannyne. Nat. Chem. 2024, 16, 1673.
3. Wei, R.; Wang, X.-F.; Hu, C.; Liu, L. L.* Synthesis and Reactivity of Copper Carbyne Anion Complexes. Nat. Synth. 2023, 2, 357-363.
4. Wang, X.-F.; Wei, R.; Liang, Q.; Hu, C.; Liu, L. L.* Stable Crystalline Keteniminyl Anions. Chem 2025, 11, 102444.
5. Hu, C.; Wang, X.-F.; Wei, R.; Hu, C.; Ruiz, D. A.; Liu, L. L.* Crystalline Monometal-Substituted Free Carbenes. Chem 2022, 8, 2278-2289.
6. Li, J.; Wang, X.-F.; Hu, C.; Liu, L. L.* Carbene-Stabilized Phosphagermylenylidene: A Heavier Analog of Isonitrile. J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 14341–14348.
7. Li, J.; Lu, Z.; Liu, L. L.* A Free Phosphaborene Stable at Room Temperature. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 23691–23697.
8. He, X.-Y.; Liang, Q.; Mei, Y.*; Liu, L. L.* Crystalline Silagermenides as Powerful Synthons: Unraveling π-Bonding and Lone Pair Effects in the Multiple Bonds of Heavier Main Group Analogs of the Vinyl Anion. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202505940.
9. Zhang, X.; Liu, L. L.* Crystalline Neutral Aluminum Selenide/Telluride: Isoelectronic Aluminum Analogues of Carbonyls. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 15729–15734.
10. Lan, X.; Wang, H.; Liang, Q.*; Liu, L. L.* A Crystalline Mesoionic Diazasilole Featuring Low-Valent Silicon, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202415246.
11. Mei, Y.; Yan, Z.; Liu, L. L.* Facile Synthesis of the Dicyanophosphide Anion via Electrochemical Activation of White Phosphorus: An Avenue to Organophosphorus Compounds. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 1517–1522.
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