等了 60 年的硼氧三键:化学家把它稳下来了,原来只用一个简单反应

德国 Würzburg 大学 Holger Braunschweig 团队在 Nature Chemistry 报告:他们把 diboracumulene 跟简单酮类混在一起,意外析出了稳定的 oxoborane——B≡O 硼氧三键分子,这是化学家追了 60 年的"不可能"分子。
元素周期表 p 区第一行,最后一个"三键硬骨头"被啃下来了。
德国 Würzburg 大学 Holger Braunschweig 团队 2026 年 10 月 27 日在 Nature Chemistry 发表论文:他们制备并分离出了一系列稳定的 oxoborane(氧硼烷)——也就是带 B≡O 硼氧三键的分子。这是化学家追了超过 60 年的目标。

图1:硼的三键家族:2012 年 B≡B,2025 年 B≡C,2026 年终于 B≡O
为什么硼氧三键这么难做
氧的电负性很大,硼又缺电子。B≡O 三键一旦形成,氧恨不得把电子全拽走,整个分子会瞬间塌掉——要么变成 BO 单体,要么聚成一堆硼氧化合物。从 1960 年代起,全世界的无机和有机化学家试过各种办法,只能在极端低温、真空里短暂"看见"它的信号,从来没有人把它常温分离出来做常规表征。

图2:B≡O 三键:氧电负性大导致分子极不稳定;这次分离出 3 个稳定 oxoborane,可做常规表征
意外产物
发现过程有点"幸运"。Braunschweig 组的博士生 Lukas Lubczyk 和 Christian Markl,把一个叫 diboracumulene(二硼累积烯)的分子,跟一些再普通不过的有机试剂——酮类——混在一起。结果两边都看到了橙色或黄色固体析出。
"我从没想过 diboracumulene 会这样反应,更没想到它会跟这么多种简单底物都这样反应。"Lubczyk 说。他们把这个产物拿去做 X 射线单晶衍射,才看清楚:那就是教科书里写了 60 年、大家都以为不可能稳定存在的 oxoborane。
团队一口气做出来 3 个稳定的 oxoborane。Braunschweig 自己说:"几乎整个领域都已经放弃了,因为大家都觉得它太不稳定。所以当它自己冒出来、还能稳定到让我们研究的时候,我们都惊呆了。"
Braunschweig 组的"硼三键家谱"
这不是 Braunschweig 第一次干这种事。他做硼三键做了 15 年以上:2012 年报导第一个 B≡B 硼硼三键;2025 年报导第一个中性分子 B≡C 硼碳三键。p 区第一行只剩 B≡O 这一个缺口,现在也补上了。
合成方法也足够简单:diboracumulene + 酮类。听起来简单,但前几十年没人想到这条路。下一步他们打算把这套方法推到周期表别的角落,看看还有什么"等了 60 年"的分子,能用类似的反应被意外捞出来。
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来源:University of Würzburg Faculty of Chemistry and Pharmacy News, 2026-10-28(原文链接);论文 Nature Chemistry, 2026-10-27,DOI: 10.1038/s41557-026-02272-w。
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