一般来讲相对分子质量小于500的单质或化合物会被统称为小分子。小分子遍布在生活的各个角落，例如我们赖以生存的氧气以及燃烧可以释放出能量的氢气（H2）和甲烷（CH4）。于是试剂厂家也得到了很多的关注，也想加入到这个行列当中。亚索试剂作为一家提供高端研发用试剂的厂家，常备库存万瓶，涵盖通用试剂，分析试剂,有机试剂,无机试剂，生物试剂等，作为知名的化学试剂厂家，欢迎广大客户洽谈选购。https://www.yasuoshiji.com

由于d轨道价层电子的特殊性，化学家曾一度认为小分子的活化必须由过渡金属化合物来完成。研究这些当量反应不仅可以提高对基元反应的认识，也对后续合理过渡金属催化反应提供了帮助。那么，为什么过渡金属中心很容易对小分子进行活化简单来说，大多数过渡金属中心均同时具有被电子占据的和空的d轨道，导致这些金属中心既具有亲核性也具有亲电性（双亲性）。其次，过渡金属的前线轨道之间能量差距较小（4eV左右），很容易和小分子的轨道进行有效重叠。这些特点大部分s区或p区的主族元素并不具备，因此主族元素对H2活化的首例报道要比过渡金属元素晚了几十年。本文中，笔者将简要介绍近十几年来p区元素化合物在小分子活化领域的一些重大突破。

首先来看2022年加州大学戴维斯分校化学系的PhilipPPower教授利用双锗炔对H2的活化（图1，JAmChemSoc,2022,127,12232）。双锗炔的前线轨道和H2的σ成键和σ*反键轨道相互作用，在常温常压下发生化学反应，生成H2加成的混合物。

一年之后，时任加拿大温莎大学化学系的DouglasWStephan教授发现了受阻路易斯酸碱（FLP）对可以对H2进行活化（图2，Science,2022,314,1124）。近期Stephan教授研究组对FLP小分子活化机理的研究获得了突破，并发表了一篇Chem封面文章（Chem,2022,3,198，点击阅读相关）

2022年，时任加州大学河滨分校化学系的GuyBertrand教授（2022年任UCSanDiego化学与生物化学系教授）利用单氨基卡宾对H2和氨气进行了活化（图3，Science,2022,316,439）。

至此之后，p区元素对小分子的活化被推向了一个高潮。卡宾类似物，例如路易斯碱稳定的硼宾（AngewChemIntEd,2022,53,13159），以及较为常见的硅宾和锗宾（ChemRev,2022,111,354），还有目前仅有一例的磷宾（Chem,2022,1,147，点击阅读相关），均可以对小分子进行有效活化，并一定程度上显示出过渡金属元素类似的性质。

除此之外，构型受阻的p区元素化合物也显示出了较高的反应活性。+3价氧化态的有机磷一般具有角锥的构型，然而骨架结构受阻会使得磷中心不能有效的形成角锥结构，导致磷中心可以对小分子进行活化。代表作有时任宾夕法尼亚州立大学化学系的AlexanderTRadosech教授（2022年转任MIT化学系）合成的平面型“盆栽磷”对氨硼烷的活化。

近年来，芳香性主族化合物也表现出对小分子的反应活性。例如磷杂苯（图5，JAmChemSoc,2022,136,13453）以及笔者早期介绍过的双氮双硼杂苯（点击阅读相关）。

在近期的JACS上，又涌现了两类p区元素对小分子的活化。一类是加州大学河滨分校的WHillHarman教授课题组利用具有氧化还原性质的Boranthrene，在室温下可以对O2、CO2、乙烯进行活化（图6，JAmChemSoc,2022,139,11032）。

另一类是Stephan教授的新作，利用单电子还原来活化作为路易斯碱的小分子（图7，JAmChemSoc,2022,139,10062-10071），但凡具有孤对电子的底物分子均有可能被活化生成相应的阴离子。作者通过对O-O、S-S、Te-Te、Sn-H键的活化论证了该方法广泛的适用性，并且通过验和计算验证了反应体系中的自由基中间体。

图7单电子转移对小分子的活化。图片来源：JAmChemSoc

——小结——

笔者简单回顾了近年来p区元素化合物对小分子活化领域的一些重要贡献。对比过渡金属而言，主族元素化合物的研究进展仍然较为缓慢。过渡金属中心的另一大主要势在于可以单次转移较多的电子，即可以对底物分子进行多电子还原，例如过渡金属化合物对氮气的活化，目前尚未有主族元素直接活化惰性氮气的例子。