苯是目前最重要的化工原料之一。苯环中的C-H键远比C-C键活泼，因此现有的苯转化过程主要基于其C-H键的活化与转化，而其C-C键的活化与转化极具挑战性。另外，目前已报道的苯环C-C键活化过程主要生成环状产物，而生成链状产物的报道很少。
针对上述问题，化学科学学院楚甲祥课题组使用反三明治型双核钪配合物与羰基金属反应，实现了罕见的苯环开环和羰基化，并分离到一系列反应中间体。他们与西交利物浦大学汪小泰课题组合作，通过理论计算揭示了上述过程的一种可能的机理。该工作为苯的高值化利用提供了新的思路，于近期发表在《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 25017−25023）。
在该工作中，作者合成了具有反三明治结构的苯环桥联的双核钪配合物，其中钪为+3价，而苯为四阴离子配体，具有10π电子的芳香性结构。他们发现，该配合物与羰基金属M(CO)6（M = Cr, Mo, W）反应，使用THF作为溶剂，可发生苯环开环和羰基化，所得产物具有全反式链状烯烃结构。
进一步研究发现，将上述反应的溶剂改为苯，可得到单个CO插入的产物，其结构中具有Fischer卡宾和环己二烯双阴离子基团。该配合物在THF中会转化为最终的开环产物，说明这是苯环开环过程中的一种中间体，并且THF在苯环的开环转化中起着至关重要的作用。作者采用类似方法，还实现了甲苯的开环和反应中间体的分离。
基于上述实验观察，合作者通过理论计算揭示了单CO插入中间体转化为苯环开环产物的一种可能机理。首先，该中间体的Fischer卡宾基团与另一分子CO反应，发生C-C偶联。该过程伴随环己二烯基团中一个C-C键的变长和活化，进而发生该C-C键的均裂。随后经烯烃异构化实现多步顺-反构型转化，最终生成分离到的开环产物。
该工作被美国化学会《化学与化工新闻》杂志（C&EN）以“金属配合物撕裂苯环”为题予以报道，并在报道中指出“在法拉第发现苯这一里程碑事件两百年后，中国研究人员发现，一对打破常规的金属配合物能在室温下打开坚固的苯环” 。
化学科学学院博士后张磊阳博士，研究生江子昂，以及E系列副教授张翠娟博士为该工作的共同第一作者，化学科学学院楚甲祥和西交利物浦大学汪小泰教授为共同通讯作者，中国科学院大学为第一完成单位。化学科学学院副教授高月泽，研究生李松杨以及西交利物浦大学研究生程可杭对该工作亦有重要贡献。
