多环芳烃（PAHs）因其独特的π-共轭结构，在有机电子学、光电器件和药物化学中扮演着关键角色。从OLED显示器中的发光材料，到潜在的超导分子，再到天然产物中的活性骨架，PAHs的分子结构直接决定了它们的功能表现。然而，传统合成方法往往依赖高温、多步反应或贵金属催化，不仅效率低、成本高，还常因副反应多而难以精准控制分子结构。尤其当需要构建复杂、扩展型PAH骨架时，化学家们面临“步骤多、产率低、选择性差”的三重困境。因此，开发一种步骤简洁、条件温和、可模块化拓展的新策略，成为材料化学与合成化学共同亟待突破的科学问题。
近年来，光诱导钯（Pd）催化的最新进展为克服传统交叉偶联的机理刚性提供了有力策略。与热驱动过程不同，光激发的Pd(0)络合物可发生单电子转移（SET，single-electron transfer），生成具有非经典反应性的自由基型中间体。值得注意的是，这类Pd物种可同时作为可见光吸收体和催化中心，无需外源光催化剂即可实现其他情况下无法进行的成键路径。先前的研究已展示了该策略在远程去饱和、双官能化、烷基化和羰基化反应中的强大威力。在这些光诱导体系中，Pd(I)/自由基杂合中间体是关键物种。
近期，常州大学陈铭教授团队利用可见光激发钯催化，将常见的芳基卤化物与末端炔烃一步转化为多环芳烃，彻底绕开了传统Sonogashira偶联的“老路”。团队发现，光激发的零价钯能“变身”为兼具自由基与金属双重特性的活性中间体，像“分子缝合针”一样把炔烃和芳环精准缝合成新的芳香环。
该研究不仅拓展了钯催化在有机合成中的应用边界，也为功能材料、有机电子器件及药物分子的精准构筑提供了高效平台。未来有望通过调控激发态金属物种的结构与反应性，进一步拓展至更复杂的芳烃体系及不对称合成，推动光催化合成化学与材料科学的深度融合。
本研究由陈铭教授指导，常州大学2023级硕士研究生周琛和2022级硕士研究生李培商为共同一作。相关成果以“Modular Synthesis of PAHs from Aryl Halides and Terminal Alkynes via Photoinduced Palladium Catalysis.”为题，发表在国际化学领域顶级期刊Nature Communication (NC)。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62466-7.
