含二芳甲基单元的酚基/烷基配体的设计合成与配位化学

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酚基配体和烷基配体均为配位化学和有机金属化学中重要的配体类型,其金属配合物在均相催化、功能材料等领域有重要应用。相比较而言,同时包含酚基和烷基两类配位基团的鳌合配体及其金属配合物的研究还有显著的发展空间。为此,本文主要报道了两类含二芳甲基单元的酚基/烷基配体H3[COC]和H3[OCO],并系统研究了这两类配体的修饰合成、表征与配位化学,表明这类配体对应的锂配合物是制备一系列酚基/烷基金属配合物的有效转金属试剂。1a配体只脱去酚羟基的一个质子后,可形成-1价的酚基配体。其锂配合物2a与不同比例的金属卤化物发生成盐复分解反应,可合成四配位第一过渡系金属配合物3a-6a。当酚基配体与Fe Cl2按3:1反应时,可选择性合成含有三配位亚铁中心的7a配合物。利用[Mn(CH2Si Me3)(μ-CH2Si Me3)(THF)]2与修饰后的大位阻酚1b和1c直接反应,可避免成盐复分解合成路径中常见的氯离子或锂离子保留在晶体结构中,合成得到了8c和8b两例双酚基四配位Mn(II)化合物。上述金属配合物的组成、结构和电子性质均通过核磁共振氢谱、单晶X射线衍射、红外光谱和紫外可见近红外光谱等手段进行了表征。H3[COC]系列配体脱去酚羟基和二芳甲基的三个质子后,可形成一系列-3价的三齿酚基/烷基配体。其对应锂配合物(9a、9b和9e)可通过大位阻酚与三倍物质的量的正丁基锂反应得到,它们的单晶结构及核磁共振氢谱清楚地表明酚羟基及二芳甲基的质子已完全脱去。这些锂配合物是有效的配体转移试剂,可与多种金属卤化物反应合成10a、11a、12f、13e金属配合物。其中10a、11a、12f配合物的配体与金属中心氧化态并未发生任何变化,但9e与Co Cl2反应时发生了氧化还原反应生成四配位化合物13e。它包含一个金属中心和两个双齿配体,与KC8反应得到还原产物14e。所得配合物均利用核磁共振氢谱、单晶X射线衍射、循环伏安法、红外光谱和紫外可见近红外光谱等手段进行了表征。此外,本文还报道了一类包含两个酚基的[OCO]配体(12a和12b)。12a与强碱(如正丁基锂)反应可脱去三个质子形成-3价配体的锂配合物13a,其单晶结构及核磁共振氢谱清楚地表明酚羟基及二芳甲基的质子已完全脱去。不同的是,类似方法得到的13b晶体结构表明它只能脱去两个酚羟基质子,但结构中含nBu Li单元,二芳甲基的质子可在适当条件下进一步原位反应脱除。13a与Sn Cl2反应生成三核配合物14a,其固态结构主要包含一个Sn(IV)和两个Sn(II)中心。13b与Fe Cl2反应生成15b,单晶衍射结果表明该化合物包含两个Fe金属中心和一个C-C氧化偶联后的四齿酚基配体。综上所述,本文设计合成了多个系列的三齿酚基/烷基混合配体,并利用其锂配合物作为转金属化试剂,制备了包含Mg、Zn、Mn、Fe、Co、Sn等金属中心的酚基/烷基金属配合物。配合物的分子结构主要通过单晶X射线衍射手段予以确证。在部分配位反应过程中,金属中心或配体的氧化态发生了改变。这暗示这些新型的酚基/烷基混合配体具有一定的氧化还原活性,为进一步研究这些金属配合物的反应性质提供了物质基础。
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