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最小化 最大化

研究方向

7.金属有机配合物的新反应性

金属有机配合物与小分子的反应是新型有机催化和高分子合成反应的基础。我们希望通过设计合成新配合物,开发新反应或优化传统反应。比如,金属有机配合物对一氧化碳分子的活化,可以用于构筑新型有机小分子和高分子(聚碳酸酯)。

一氧化碳(CO)是重要的C1资源。F-T合成(Fischer-Tropschprocess)是以合成气为原料合成长链碳氢化合物和含氧化合物的过程,反应产物是混合物。配合物与CO的反应可以在分子水平上理解F-T合成机理,指导设计合成高选择性新催化剂。

通过稀土氯化物和硼基锂化合物1的反应合成了稀土硼基配合物2,配合物2与一分子CO反应生成了卡宾配合物3。配合物3展示了卡宾的性质:插入C–H键形成配合物4和5;与乙烯环化形成配合物6。配合物2和第二分子CO进一步发生偶联反应形成活泼的烯酮式中间体,从而导致配体上Si–O键断裂而生成配合物7。

为了研究多个CO分子偶联,合成了配体稳定的配合物8。配合物8与CO反应生成卡宾配合物,与过量CO反应形成混合物。当向钐硼配合物8中混入硼基锂1后,可以高选择性实现CO三聚反应而生成配合物9。CO分子容易偶联成含有偶数个CO的分子,但是生成含有奇数个CO的分子十分困难。此研究说明了异核多金属催化剂在工业F-T反应中的协同作用(F-T反应催化剂是Fe和K混合物,K的加入提高了反应活性和选择性)。此结果也是首例异核多金属配合物与CO反应的报道,结果发表在JACS和Chem. Sci.上。