两电子的氧化加成是过渡金属有机化学最重要的基元反应之一。通常是指低价态金属与一根共价键 (σ键或π键) 发生反应时, 共价键断裂，其两边的原子同时与金属原子相连（图1a）。而在锕系金属有机化学中，两电子的氧化加成反应却较少报道（图1b），其关键因素在于低价锕系金属中心难以稳定存在。

在前期研究中，朱从青课题组基于软硬酸碱理论，开发了一类独特的三阴离子双层N-P配体，成功构筑含铀-过渡金属键的杂核金属分子簇（图1c），该U₂M₃簇中存在5中心-2电子键，从而可以稳定2个+3价铀中心（Nat. Chem. 2019 11 248–253）。作者提出金属簇可稳定低价锕系金属中心，认为采用双阴离子双层N-P配体，可通过U₂M₂簇中电子的离域，稳定+2价铀物种（图1d），进而研究其反应性。

基于此设想，朱从青课题组合成了双阴离子双层N-P配体支撑的铀碘前体1，并在此基础上，构筑含有+4价铀-钯键的杂核金属分子簇2（图2）。化合物2在石墨钾的还原条件下，可原位生成二价铀物种(Int1)。作者尝试以氘苯为氘代试剂，获取Int1的核磁信息，意外分离得到氘苯对位两个C-D键与U(II)中心氧化加成的产物3。在此过程中，苯环被另外2个U(II)中心4电子还原。原位生成的Int1与苯可发生相同反应。Int1还可以与并四苯、亚联苯反应，分别得到芳环被2电子还原的产物4和5。尽管作者未能获得二价铀中间体的单晶结构，但他们通过电子顺磁共振、紫外-可见-近红外吸收光谱、磁性分析、理论计算、元素分析等系列研究，均支持Int1中金属铀为+2价。因此，化合物3的成功分离首次实现了分子间C-H键对U(II)中心的氧化加成。

为进一步拓展二价铀中心的氧化加成反应，作者尝试了Int1与含有N-H物种的反应。如图3所示，Int1与咔唑和金刚烷胺反应，分别得到化合物6和7。化合物6的生成首次实现了N-H键与U(II)的氧化加成反应。形成化合物7的第一步也为N-H键与U(II)中心的氧化加成，随后分子内消除2分子氢气，得到最终产物。在上述系列反应中，U(II)均被2电子氧化为+4价。作者进一步研究了Int1与N₂O的反应，实现了U(II)中心的4电子氧化，得到+6价铀酰类似物8。通过一系列的反应性研究，进一步证实Int1中铀为+2价。

该工作通过金属簇稳定低价锕系金属中心的策略，首次实现了分子间C-H键和N-H键与U(II)中心的氧化加成反应，进一步丰富了低价锕系金属有机化学。