碳是一种重要的非金属元素，也是地球上一切生命的基础，其化学结构一般符合“八隅规则”。然而，随着科学的发展，人们逐渐发现了多种特殊价电子结构的碳物种，例如：七价层电子的碳自由基和六价层电子的碳正离子与卡宾，它们的发现极大地推动了有机合成、药物化学及天然产物化学的发展。长久以来，少于六价层电子的碳物种因稳定性差而难以合成与表征。近期，这一科学难题在Bertrand等人的不懈努力下终于实现了突破。本文主要介绍了具有四价层电子双阳离子卡宾的合成、表征及反应活性，意在帮助学生了解最新的化学前沿知识，开拓思维，提高自主学习能力，并进一步激发他们学习化学的兴趣。

超大硅胺基取代的低价锗化合物可以构建新颖的化学结构，提供有学术价值的新发现。二配位的超大硅胺基氯锗宾Ge(N(SiⁱPr₃)₂)Cl (1)具有空的4p轨道和孤电子对。针对这2个特点，研究了化合物1的热构型转换和菲醌氧化加成反应。1的温热分解生成了立方四锗卡宾Ge₄(NSiⁱPr₃)₄ (2)，与菲醌(L)定量氧化加成生成了胺基一氯菲二酚合锗(IV)：[Ge(N(SiⁱPr₃)₂)(L)Cl] (3)。表征了2个产物的单晶结构与组成。四锗卡宾2本质上是锗异腈的四聚体，分子呈现出畸变的立方体构型，4个Ge原子和4个N原子构成了中心立方体的8个顶点。其中Ge—N键长为0.203 6(3) nm，N—Ge—N与Ge—N—Ge的键角分别为85.51(18)°和94.32(16)°，立方体的侧面接近平行四边形。理论计算首次揭示了四锗卡宾2的成键面貌。自然键轨道(NBO)给出Ge₄N₄骨架上的20个分子轨道。轨道定域化的计算结果完好地呈现出4对Ge孤对电子、12个Ge—N键和4个Si—N键的定域轨道，能量分别为-12.22、-15.12和-20.12 eV。Ge孤对电子主要保留了4s电子的特性，而Ge—N键主要由N的2s轨道(18.4%)和2p轨道(71.3%)、Ge的4s轨道(0.75%)和4p轨道(9.43%)综合贡献形成。在化合物3的分子中，Ge^Ⅳ采取sp³杂化，由于空间位阻与非对称配位，与另外4个配位原子形成非对称四面体构型。

酰胺合成是有机化学重要的研究方向之一。将国际前沿的酰胺合成方法引入到基础有机化学实验教学中可以丰富教学内容并促进本科教学与科研成果之间的融合。本文报道了一个以氮杂环卡宾催化醛的极性反转为知识重点的酰胺合成实验，以苯甲醛、亚硝基苯为原料，在无水无氧条件下实现了N-羟基-N-苯基苯甲酰胺的高效合成。该实验利用薄层色谱对反应过程进行监测，并通过红外、核磁共振波谱确定了产物结构。该实验具有操作简单、反应条件温和、高原子经济性、可重复性好等特点，非常适用于本科生实验教学。本实验将极性反转这一重要概念与氮杂环卡宾催化这一科学前沿有机结合起来，有利于激发和培养学生的科研兴趣。

硼宾是一类含有低价主族元素中心(一价硼)的化合物，硼中心同时拥有两个空轨道和一对孤对电子，具有高反应活性，单配位硼宾化合物至今未被成功分离。近年来，随着主族元素化学的发展，路易斯碱稳定的两配位和三配位硼宾化合物的合成与分离取得了较大的进展，两亲性的特征使其不仅能作为电子供体与过渡金属配位，还能促进小分子的活化与转化。本文综述了有关硼宾化合物合成探索和反应化学研究的文献报道，并对该领域未来的发展方向进行了展望。

析氢、析氧的动力学过程迟缓，带来电解水制氢能效低、成本高的问题，给绿氢的大规模应用设置了严重障碍。开发具有低成本、高催化性能的催化材料，是突破这一瓶颈问题的关键环节。近年来，高熵材料因其优异的物理和化学性能在各领域受到广泛关注。高的混合熵可以赋予材料大的晶格畸变、显著的迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应，为催化剂的成分设计和性能提升提供了良好平台。高熵材料也因此开始在电解水制氢领域崭露头角，并迅速成为解决绿氢制备低能效问题的一种理想催化剂，是该领域当前的一个研究热点。鉴于此，本文综述了高熵合金和高熵陶瓷在电解水催化方面的研究现状。文章首先基于电解水反应机制，总结了高熵合金、高熵陶瓷催化剂的成分设计和结构调控策略，梳理了用于析氢和析氧催化的不同高熵合金、高熵陶瓷成分体系，介绍了高熵电解水催化剂的合成方法，并对其优缺点进行了评估，最后对该领域面临的挑战和未来发展方向进行了展望，以期为低成本、高性能高熵电解水催化剂的开发提供新思路，促进绿氢相关技术的研究和发展。

使用菲咯啉官能化咪唑盐配体((HL) PF₆，L=3-苄基-1-[2-(1, 10-菲咯啉)咪唑叶立德])分别合成了一个双核氮杂环卡宾(NHC)银配合物NHC-Ag₂和一个异核的氮杂环卡宾银/金双金属配合物NHC-Ag/Au。通过NMR和元素分析对NHC前体和金属配合物进行了表征。单晶衍射分析表明，这2个配合物具有类似的结构，2个金属中心原子分别由2个配体的4个菲咯啉氮原子和2个卡宾碳原子配位，呈四面体和直线型构型。体外细胞毒性研究表明，配合物NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au具有比它们的前体咪唑盐配体和顺铂更强的抗癌活性。如在结肠癌LoVo细胞中，NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au的IC₅₀值(半抑制浓度)分别为(5.6±0.3)μmol·L^-1和(6.4±0.3)μmol·L^-1，均优于顺铂的细胞毒性。机制研究表明，配合物NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au引起了LoVo细胞内线粒体膜电位变化和活性氧(ROS)的过度产生，最终导致细胞膜通透性增加和细胞死亡。

To achieve efficient catalytic hydrogenation of CO₂ to formate, we employed a transmetallation strategy to develop three novel iridium(Ⅰ) complexes, which feature N-heterocyclic carbene-nitrogen-phosphine ligands (CNP) and a 1, 5-cyclooctadiene (cod) molecule: [Ir(cod)(κ³-CN^imP)]Cl (1-Cl), [Ir(cod)(κ³-CN^imP)]PF₆ (1-PF₆), and [Ir(cod)(κ³-CN^HP)]Cl (2). The ¹H NMR spectra, ³¹P NMR spectra, and high-resolution mass spectra verify the successful synthesis of these three Ir(Ⅰ)-CNP complexes. Furthermore, single-crystal X-ray diffraction analysis confirms the coordination geometry of 1-PF₆. The strong Ir—C(NHC) bond suggests that the carbene carbon plays an enhanced anchoring role to iridium due to its strong σ-donating ability, which helps stabilize the active metal species during CO₂ hydrogenation. As a result, the Ir(Ⅰ)-CNP complex exhibits remarkable activity and long catalytic lifetime for the hydrogenation of CO₂ to formate, reaching a turnover number (TON) of 1.16×10⁶ after 150 h at a high temperature of 170 ℃, which was a relatively high value among all the Ir complexes.

面向化学“101计划”拔尖人才培养目标，本研究以卡宾中间体为核心纽带，将单原子骨架编辑前沿成果深度融入有机化学教学。通过“理论学习-文献解析-创新设计”三阶模式，引导学生运用卡宾的基础知识解析吲哚分子单原子骨架编辑的机制。本案例为“基础知识-前沿研究”融合式教学提供可复制范式，助力有机化学课程改革。

A photothermal agent (ECEI) with high photothermal conversion efficiency (85.78%) was synthesized based on coumarin fluorescent groups. In addition, the experimental results of hot and cold cycling show that ECEI has good photostability. Despite damage to the mitochondrial membrane potential, ECEI can effectively target mitochondria and induce cancer cell death under laser irradiation. This allows ECEI to maximize mitochondrial damage and thus inhibit tumor cell reproduction. Notable, after irradiating mouse tumors once, the mouse tumors gradually disappeared within 10 d. This indicates that ECEI has an excellent tumor inhibition effect.

水系锌离子电池以其安全可靠、成本低、容量大、环境友好等优点被认为是最有前途的储能体系之一。然而，锌金属负极在水系电解液中通常面临严重的副反应和枝晶生长问题。在锌负极表面构建具有高离子迁移动力学的保护层是构筑高稳定、长寿命锌负极的有效策略。本文中，我们在锌负极表面制备了ZnQ分子筛(BPH拓扑)取向保护层，实现了高离子迁移动力学的稳定锌负极(ZnQ@Zn)的构筑。具有三维有序孔道的ZnQ分子筛在锌箔表面定向排列，为锌离子提供了良好的传导通路，分子筛孔道中的水分子有助于调控锌离子的配位环境，从而提高锌离子的迁移动力学。因此，ZnQ@Zn对称电池在1 mA∙cm⁻²的电流密度下展现出27 mV的超低过电势以及超过1100 h的循环寿命。此外，ZnQ@Zn//NaV₃O₈·1.5H₂O全电池在8 A∙g⁻¹的电流密度下循环1800次后，容量保持率高达96%，展现出优异的循环性能。本研究为构筑高迁移动力学锌负极保护层提供了新思路，并拓展了分子筛材料在储能领域中的应用。