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金属-金属多重键在丰富化学键的同时为拓展新的化学反应带来契机。在过去几十年中，已成功实现系列同核及异核过渡金属-金属多重键化合物的精准合成与系统表征，这些成果不仅为深入解析d区过渡金属的成键本质、电子结构规律提供了丰富的实验素材，更推动了过渡金属化学在催化、材料等领域的快速发展。相对而言，f区锕系元素参与的金属-金属多重键化学研究进展相对缓慢，核心瓶颈在于缺乏高效构筑锕系金属-金属键的普适性策略。尽管目前已有3例铀-过渡金属（U-TM）多重键簇合物（含 U≡Rh、U≡Co、U≡Fe 键）被报道，但仅含单个 U≡TM多重键单元的单体分子仍未实现合成突破。这类分子的定向制备不仅对反应路径的选择性要求极高，更需配体具备精准的立体位阻与电子效应调控能力，以平衡金属中心的反应活性与产物稳定性，因此其定向合成极具挑战。
针对上述科学挑战，实验室刘康博士、郭燕博士、于吉攀博士与清华大学李隽教授及上海交通大学石伟群教授等研究团队合作，设计合成了一种新型Trapen含膦配体，借助精准的还原策略，实现了首例含单个 U≡TM多重键单元的单体分子的定向合成。相关成果以“A Heterodimetallic Monomeric Complex with a Uranium-Cobalt Triple Bond”为题被国际化学领域权威期刊《Angew. Chem. Int. Ed》接收。
在本工作中，研究团队通过X-射线单晶衍射、核磁共振波谱、超导量子干涉磁学测量（SQUID）、电子顺磁共振波谱(EPR)及量子化学计算，系统解析了目标分子的结构与成键本质。研究表明：该化合物中铀和钴的形式氧化态分别为+IV和-I，且U≡Co键由1个共价σ键和2个Co→U配位π键组成，键级高达2.81，展现出显著的共价性。另外，核心骨架“Co–U–N”的线性结构诱导的反反位效应（ITI效应）导致U–N胺键长显著缩短（2.439(6) Å），这一现象为深入理解锕系金属的成键行为提供了新视角。在应用层面，该配合物展现出优异的催化性能，可高效、高选择性地催化末端炔烃的氢硼化反应与二聚反应，不仅验证了锕系 -过渡金属多重键物种的催化活性，更为这类新型成键体系在有机合成催化领域的应用开辟了新路径。
论文信息：Kang Liu,# Yan Guo*,# Jing Zhao,# Jingxin Li, Kongqiu Hu, Lei Mei, Congqiao Xu, Mingliang Tong, Jipan Yu*, Jun Li*, and Weiqun Shi*. A Heterodimetallic Monomeric Complex with a Uranium-Cobalt Triple Bond. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, accepted. (The first three authors contributed equally to this work)