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该研究的主要作者包括Tristan Löwl、Johannes Maurer、Nil Roig、Jonathan Mai、Jens Langer、Mercedes Alonso和Sjoerd Harder。他们分别来自德国埃尔朗根-纽伦堡大学（Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg）、比利时布鲁塞尔自由大学（Vrije Universiteit Brussel）和英国华威大学（University of Warwick）。该研究于2020年1月发表在《European Journal of Inorganic Chemistry》上。
该研究的主要科学领域是低氧化态金属中心的化学，特别是铝（Al）和锡（Sn）的异双金属配合物的合成与反应性。低氧化态p区元素中心因其独特的电子结构，能够模拟过渡金属的特性，并在小分子活化中表现出高效性。研究背景包括低氧化态p区元素中心的电子特性，即其通常具有一个充满的轨道（通常是高能量的HOMO）和一个空的轨道（通常是低能量的LUMO），这种两性特性使其能够通过轨道相互作用活化小分子，例如H2的裂解。尽管两个相同的p区金属之间的双键形成已被广泛研究，但异双金属多键的例子却非常少见。因此，该研究旨在通过盐交换反应合成含有Al-Sn键的电子富集配合物，并探讨其电子结构和反应性。
配合物的合成与结构
研究首先合成了钾铝基配合物（dippbdi-h）Al⁻K⁺，然后与低氧化态的SnII配合物（dippbdi）SnCl反应，得到了（dippbdi-h）AlSn（dippbdi）（1）。合成过程中，研究团队对钾铝基前驱体的制备方法进行了微调，将产率从73%提高到了94%。反应在苯溶液中进行，搅拌12小时后过滤并蒸发溶剂，最终通过正己烷重结晶得到红色晶体，产率为44%。
通过X射线晶体结构分析，研究人员发现该配合物具有高度不对称的结构，Al中心呈现平面但强烈扭曲的三角配位几何，而Sn中心则呈现三角锥形配位几何。这种几何结构支持了供体-受体键合模型，即（dippbdi-h）Al⁻的sp²孤对电子捐赠到（dippbdi）Sn⁺的空p轨道中。
电子结构分析
研究团队通过密度泛函理论（DFT）计算对配合物的电子结构进行了详细分析。计算结果表明，Al-Sn键的键长为2.812 Å，与实验值2.8126(5) Å非常吻合。通过自然布居分析（NPA），研究人员发现Sn上的电子密度高于Al，这与Sn的电负性高于Al一致。此外，通过EDA-NOCV（能量分解分析-自然轨道化学价理论）分析，研究人员发现Al-Sn键的最佳描述是两个中性开壳层片段（dippbdi-h）Al●和（dippbdi）Sn●之间的共价键。
反应性研究
研究团队进一步探讨了Al-Sn配合物与炔烃和CO2的反应性。与乙炔反应时，配合物1迅速转化为黄色产物，生成了Al-C(H)=C(H)-Sn的顺式异构体，表明炔烃通过四元环过渡态插入Al-Sn键。与CO2反应时，配合物1生成了Al-O2C-Sn插入产物，进一步支持了Sn中心的亲核特性。此外，研究还发现（dippbdi-h）2⁻配体在这些反应中并非惰性，而是作为C中心的亲核试剂与炔烃或CO2反应，生成了二阴离子三齿配体。
配合物的结构与电子特性
晶体结构分析表明，配合物1具有高度不对称的结构，Al中心呈现扭曲的三角配位几何，而Sn中心则呈现三角锥形配位几何。这种几何结构支持了供体-受体键合模型。DFT计算进一步证实了Al-Sn键的共价特性，并表明该键的电子结构最佳描述为两个中性开壳层片段之间的相互作用。
反应性
配合物1与炔烃和CO2的反应表现出高度的选择性。与乙炔反应时，生成了顺式插入产物Al-C(H)=C(H)-Sn，表明反应通过四元环过渡态进行。与CO2反应时，生成了Al-O2C-Sn插入产物，进一步支持了Sn中心的亲核特性。此外，配体（dippbdi-h）2⁻在这些反应中也表现出亲核性，生成了二阴离子三齿配体。
该研究通过盐交换反应成功合成了含有Al-Sn键的电子富集配合物，并通过晶体结构分析和DFT计算详细探讨了其电子结构和反应性。研究结果表明，Al-Sn键的最佳描述是两个中性开壳层片段之间的共价键，但同时也存在一定的供体-受体键合特性。配合物1与炔烃和CO2的反应表现出高度的选择性，进一步揭示了Sn中心的亲核特性。该研究为低氧化态p区元素中心的化学提供了新的见解，并为设计新型异双金属配合物提供了重要的理论依据。
新颖的配合物合成方法
研究团队通过盐交换反应成功合成了含有Al-Sn键的电子富集配合物，该方法具有高效性和选择性。
深入的电子结构分析
通过DFT计算和EDA-NOCV分析，研究人员详细探讨了Al-Sn键的电子结构，揭示了其共价键和供体-受体键合的双重特性。
高度选择性的反应性
配合物1与炔烃和CO2的反应表现出高度的选择性，为低氧化态p区元素中心的反应性研究提供了新的实验证据。
该研究还讨论了配合物1与H2、N2O和O2的反应性，尽管这些反应未生成明确产物，但为进一步探索低氧化态p区元素中心的小分子活化提供了研究方向。此外，研究团队还比较了配合物1与类似Al-Sn配合物的结构和反应性，揭示了其独特性和潜在应用价值。