科學界重大突破！研究團隊挑戰百年化學鐵則 打造20電子二茂鐵化合物

日本沖繩科學技術大學院大學(OIST)的研究團隊近期在《自然通訊》發表驚人發現，他們成功合成出違反傳統18電子規則的20電子二茂鐵衍生物，這項突破可能為催化化學與材料科學開啟全新研究方向。

在過渡金屬錯合物領域，18電子規則已主導化學界逾百年，是催化劑設計與材料開發的重要基礎。論文第一作者武林聰博士解釋：「以二茂鐵為例，過去普遍認為其最穩定狀態就是遵循18電子規則。但我們首次證明，20電子的二茂鐵衍生物也能穩定存在。」

二茂鐵這種具有「三明治結構」的金屬有機化合物自1951年問世以來，就因其特殊穩定性與結構顛覆化學界認知，更促成1973年諾貝爾化學獎的誕生，被譽為現代有機金屬化學的里程碑。

研究團隊透過精心設計的配位系統，不僅成功穩定傳統認為不可能的20電子結構，更發現額外兩個電子帶來特殊的氧化還原特性。武林博士強調：「我們在新型化合物中形成鐵-氮鍵，大幅擴充套件二茂鐵的電子轉移能力，為催化劑與功能性材料開發開闢新途徑。」

這項突破的潛在應用十分廣泛：從能源儲存系統到化學製程都可能受益。現有二茂鐵衍生物已應用於太陽能電池、藥物開發、醫療器材等領域，新發現將進一步拓展其應用範疇。

OIST有機金屬化學研究組專注探索金屬-有機互動作用的基本原理，特別熱衷研究打破傳統化學規則的特殊化合物。這項研究成果不僅挑戰百年化學鐵則，更為永續化學與環保催化劑開發提供嶄新思路。

這項由日、德、俄等多國學者合作的研究已於2025年7月7日發表於《自然通訊》，完整論文標題為〈透過配位作用從18電子到20電子的二茂鐵衍生物〉。

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