这项发表在《自然·化学》（Nature Chemistry）上的突破性研究由霍尔格·布劳恩施魏格教授及其团队主导，并得到了印度特兹普尔大学阿什维尼·K·普坎教授领导的研究人员提供的计算支持。他们的发现揭示了一种出人意料地简单的方法来制造这些难以捉摸的化合物，可能为分子化学开辟新的可能性。
解决一个60年的化学难题
硼是一种很少形成三键的元素——三键是指两个原子共享三对电子的化学连接方式。15年多来，布劳恩施魏格一直致力于克服这一局限，创造含有涉及硼的非同寻常化学键的分子。
他的实验室已经取得了几项重要里程碑。2012年，该团队报道了首个含有两个硼原子之间三键的分子。2025年又迎来另一项突破，研究人员制造出了首个具有硼-碳三键的中性分子。
在元素周期表p区第一排的元素中，仍有一个重大挑战悬而未决。研究人员一直未能分离出稳定的有机氧硼烯——一类以硼-氧三键为特征的分子。
自20世纪60年代初以来，世界各地的化学家一直在追求这类化合物。几十年来，从事有机和无机化学研究的科学家们曾设法在极端条件下检测并捕获氧硼烯。其他实验提供了其存在的间接证据，研究人员还成功制造了几种相关衍生物。然而，获得可以分离和研究的稳定样品仍然是一个未解难题。
意外反应产生难以捉摸的分子
期待已久的突破源自一些最初看似朝不同方向发展的实验。
维尔茨堡大学的两名博士生卢卡斯·卢布奇克和克里斯蒂安·马克尔各自独立研究一种被称为二硼累积烯的化合物与各种酮类（有机合成中常用的化学品）之间的反应。
两位研究者都注意到了不寻常的现象。这些反应并没有只产生他们可能预期的结果，而是生成了独特的橙色或黄色固体。
"这一发现是个惊喜。我从没想过二硼累积烯会以那样的方式反应，更不用说与多种不同的简单底物反应了。当克里斯蒂安拿着他的化合物来找我时，我意识到我们发现了重要的东西，"卢卡斯·卢布奇克说。
这些结果之所以特别引人注目，是因为氧硼烯竟然作为这些反应的主要产物出现，尽管其他几种化学结果看起来更有可能。经过数十年分离此类分子的失败尝试之后，研究人员发现它们竟能从涉及相对简单起始材料的反应中意外形成。
布劳恩施魏格描述了这一发现对熟悉这一长期难题的科学家来说有多么令人惊讶。
"这个领域里几乎所有人都已放弃了氧硼烯，因为人们认为它们太不稳定，无法被分离。所以当我们看到它们在这些反应中自发形成并稳定存在足够长的时间供我们研究时，我们惊呆了，"霍尔格·布劳恩施魏格说。
获取稀有化合物的新途径
利用新发现的方法，科学家们成功制备了三种不同的氧硼烯。这一方法适用于多种化合物的事实表明，它可能有助于获得更广泛的此类此前难以分离的分子。
该团队目前正在研究这项技术的适用范围有多广。除了生产更多氧硼烯之外，研究人员还希望确定类似策略能否帮助他们创造元素周期表中其他难以捉摸的化合物。
这一发现不仅解决了一个困扰化学家60多年的难题，还展示了意外的化学反应如何揭示研究人员曾认为遥不可及的可能性。
国际研究合作与资助
这些研究成果是通过维尔茨堡研究团队与印度特兹普尔大学阿什维尼·K·普坎教授领导的团队之间的合作发表的，后者的计算研究为这项工作提供了支持。
该研究由德国研究基金会（DFG）、德意志学术交流中心（DAAD）以及印度科学技术部（DST）资助。