金-磷烷碲化物的突破性分离：从化学键合到σ-hole动态调控的催化新策略

研究人员成功分离出不稳定金(I/III)-磷烷碲化物复合物，通过DFT和IQA分析揭示P-Te键特性，发现金配位可显著增强Te的σ-hole效应，首次实现基于金-碲键的ChB（Chalcogen Bond）催化。该研究为稀有元素碲的配位化学及新型催化剂设计提供新范式。

　　

碲作为地球最稀有的元素之一，在热电材料、半导体和生物医学领域具有独特价值，但其与金属的配位化学研究长期滞后。尤其金与碲在自然界共生（如碲金矿AuTe₂），却鲜有分子层面的相互作用机制解析。传统磷烷碲化物（R₃P=Te）因P-Te键不稳定难以分离，严重制约了碲基功能材料的开发。西班牙萨拉戈萨大学（Universidad de Zaragoza）ISQCH研究所的Juan Carlos Pérez-Sánchez团队在《Cell Reports Physical Science》发表研究，首次分离出金(I)和(III)终端磷烷碲化物复合物，揭示了金配位对碲σ-hole的调控机制，并开创了金属介导的ChB催化新路径。

研究采用低温合成策略（-60°C）结合大位阻NHC配体（IDipp*）稳定金(I)复合物，通过单晶X射线衍射（SC-XRD）和多重核磁共振（³¹P/¹²⁵Te NMR）解析结构。利用密度泛函理论（DFT）、量子理论原子分子（QTAIM）和相互作用量子原子（IQA）方法分析键合特性，并通过静电势（ESP）映射量化σ-hole增强效应。

关键发现

1. 稳定性突破：
   通过空间位阻设计，首次分离出室温稳定的金(I)-磷烷碲化物[Au(IDipp*)(TePⁱPr₃)]⁺（2），其Au-Te键长2.5550(8) ?显著短于金(III)类似物（3: 2.6452(8) ?），证实金(I)与软碱Te的更强亲和性。

2. 键合本质：
   IQA分析显示P-Te键共价性随原子序数递增（O: 8.8% → Te: 91.2%），而NBO分析揭示金(III)复合物中Te→Au的电子捐赠（147.93 kcal/mol）远强于反向作用（0.83 kcal/mol），解释了金(I)物种的不稳定性源于反键轨道占据。

3. σ-hole放大效应：
   金配位使Te的σ-hole电势从-4.8 kcal/mol（游离配体）提升至+12 kcal/mol（复合物1），催化2-苯基喹啉氢化反应转化率达83%，证实阳离子金(I)复合物的最优ChB催化活性。

4. 分解机制：
   DFT模拟表明金(I)复合物通过Au···Au相互作用引发Te₂^2-桥联中间体（△G^?=3.8 kcal/mol），最终形成Te纳米团簇，而金(III)复合物因高能垒（△G^?=26.9 kcal/mol）抑制分解。

该研究不仅填补了金-碲配位化学的空白，更开创了金属调控主族元素σ-hole的新范式。通过精确控制P-Te键的离子/共价平衡，为设计高活性ChB催化剂和功能性碲材料提供了分子基础。M. Concepción Gimeno团队的工作将推动稀有元素在催化、电子材料等领域的应用突破。