異金屬夾層芳香性三明治化合物的合成及電子結構

2020-10-27 X一MOL資訊

南開大學孫忠明組Nat Commun：異金屬夾層芳香性三明治化合物的合成及電子結構

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三明治化合物由於其獨特的結構以及在烯烴聚合、不對稱催化及生物金屬有機領域的成功應用引起了廣泛的關注。近年來關於這方面的研究也取得了重要進展，例如「不含碳」的純無機夾心化合物[Ti(P5)2]2-（Science, 2002, 295, 832-834）；將單原子金屬夾心擴展到多原子金屬層的[Pd3Tr2Cl3]-（Science, 2006, 313, 1104-1107）；南開大學材料學院稀土中心孫忠明教授課題組於2015年報導了首例全金屬芳香性三明治團簇[Sb3Au3Sb3]3-（J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 10954-10957），進一步擴展了芳香性配體的範疇。然而迄今為止，異金屬平面夾層的三明治化合物仍未見合成出來。

三明治化合物夾層的發展及代表性例子


近日，孫忠明教授課題組成功製備出一例由芳香性鍺團簇和異核夾層Ge@Pd3片段構成的無機三明治團簇化合物{(Ge9)2[η6-Ge(PdPPh3)3]}4-。

{(Ge9)2[η6-Ge(PdPPh3)3]}4-的核心團簇結構及夾層成鍵

{(Ge9)2[η6-Ge(PdPPh3)3]}4-的電荷分布以及化學鍵分析


芳香性[Ge9]2-單元作為配體穩定中間的異金屬夾層。夾層片段同時包含主族和過渡金屬，並以Ge原子為中心構成新穎的平面三角形結構。理論計算表明夾層中心的鍺原子為零價，這一新型的零價主族元素穩定機制不同於之前報導的由卡賓配體穩定的零價鍺化合物。理論計算結果表明Ge@Pd3中存在三個2c-2e Ge-Pd鍵，以及與兩個Ge9單元之間存在六個2c-2e Ge-Pd鍵。Ge9單元和中心Ge原子之間的兩個4c-2e鍵在穩定零價鍺方面起主要作用。該化合物是首例具有異核金屬夾層的三明治團簇化合物，其固相的成功合成進一步拓展了三明治化合物的邊界，表明金屬夾層可由不同種類的金屬共同構成。這種混合金屬夾層或許能夠為新型的三明治化合物帶來奇特的性質，也為三明治化合物新的應用提供更多機會。


該工作已經在Nature Communications 上發表，博士研究生徐紅磊為文章的第一作者。


A Sandwich-Type Cluster Containing Ge@Pd3 Planar Fragment Flanked by Aromatic Nonagermanide Caps

Hong-Lei Xu, Nikolay V. Tkachenko, Zi-Chuan Wang, Wei-Xing Chen, Lei Qiao, Alvaro Muñoz-Castro, Alexander I. Boldyrev, Zhong-Ming Sun

Nat. Commun., 2020, 11, 5286, DOI: 10.1038/s41467-020-19079-z


導師介紹

孫忠明

https://www.x-mol.com/university/faculty/63445

課題組主頁

http://zhongmingsun.weebly.com/

https://mse.nankai.edu.cn/szm/list.htm

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