Nature Communications報道朱從青課題組在f區(qū)金屬-配體多重鍵方面的研究進展
近期，我院朱從青教授課題組在f 區(qū)金屬-配體多重鍵方面的研究取得進展，相關結果以“Double Dative Bond Between Divalent Carbon(0) and Uranium”為題發(fā)表于《自然-通訊》(Nature Communications, 2018, 9, 4997)。
碳是化學中最基本的元素之一，理解碳與其它元素之間的成鍵本質是化學研究的中心議題。另一方面，含金屬-碳雙鍵的過渡金屬卡賓化學發(fā)展迅猛，且在合成化學領域展示出巨大的應用前景。根據碳原子的不同性質，金屬卡賓的成鍵模式可以分為以下三類。目前，人們對單線態(tài)Fischer型金屬卡賓和三線態(tài)Schrock型金屬卡賓已有深入研究，而碳原子同時作為σ和p電子給體的研究較少。
圖1. 碳與金屬的成鍵模式
朱從青教授課題組設計合成了一類新穎的三齒螯合型卡賓前體，其經去質子化，可同時作為σ和p電子給體與f 區(qū)金屬配位，得到含f區(qū)金屬-碳雙鍵的物種（圖2）。通過對配體螯合位點的調節(jié)，成功得到雙齒和單齒螯合的f區(qū)金屬-碳雙鍵配合物，表明非螯合型雙重配位鍵物種仍能穩(wěn)定存在。X-射線單晶衍射結果發(fā)現這些配合物中金屬鈾–碳鍵長（2.4 Å）與已報道的鈾–碳雙鍵鍵長相當。通過與德國馬堡大學Gernot Frenking教授和南京工業(yè)大學趙莉莉教授理論計算方面的合作，發(fā)現鈾與碳之間確實通過雙重配位鍵結合，也即碳原子的兩對孤對電子通過σ-和π-給體同時與金屬鈾作用，形成雙鍵，而不是傳統(tǒng)意義上的金屬卡賓鍵。從而首次提出碳與f區(qū)金屬元素之間雙重配位鍵的概念。
圖2. f-區(qū)金屬-碳雙重配位鍵的構筑
該工作是在朱從青教授指導下，主要由蘇偉博士（第一作者）完成。該研究工作得到國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省“特聘教授”計劃、青年人才托舉工程項目等經費資助。感謝化學化工學院和配位化學國家重點實驗室在課題組建設初期提供的大力支持。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07377-6
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