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金属羰基化合物与富烯以及五元杂环取代的环戊二烯的反应研究

作　者: 刘晓焕
导　师: 林进
学　校: 河北师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 五元杂环 富烯 环戊二烯基 金属羰基化合物 异构化
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


双核金属络合物是当前金属有机化学的研究热点之一,由于两个金属中心可以协同作用,从而显示出较高的反应活性和催化性能。对这类化合物的深入研究,不仅丰富和发展金属有机化学理论,还有助于为新型催化反应提供催化剂及反应模型,具有潜在的应用前景。本论文研究了富烯以及五元杂环取代的环戊二烯与羰基化合物的反应,得到了12种新型的茂金属羰基配合物,部分产物的结构已由X-射线衍射分析测定,并对它们的晶体结构进行了讨论。主要研究内容如下:设计合成了6种五元杂环取代的环戊二烯配体,并首次将这类配体用于与金属羰基化合物的反应,分离得到了8种新型的茂金属羰基配合物[（η5-C5Me4C4H3S）M（CO）（μ-CO）]2 [M=Ru （6）, M=Mo （7）]、[（η5-C5H4）CR1R2（C4H3S）Ru （CO）2]2 [R1, R2=CH3 （8）, R1=CH3, R2=C2H5 （9）, R1, R2=（CH2）5 （10）, R1, R2=C2H5 （11）], [（η5-C5Me4（2-CH3C4H2O））Ru（CO）（μ-CO）]2 （13）和[（η5-C5Me4（2-CH3C4H2O））Fe（CO） （μ-CO）]2 （14）,用红外光谱、核磁共振氢谱以及元素分析对其组成与结构进行了表征,并通过X-射线衍射分析测定了配合物6、8、10、11和13的晶体结构。晶体结构表明:6、8、10和13具有相似的分子结构,分子中的两个茂环呈反式配位,含有两个桥羰基和端羰基;配合物11只含有四个端羰基,而没有桥羰基,并且在这些配合物中,它拥有最长的Ru-Ru键长。分子中的Ru-Ru键长随着茂环上取代基空间位阻的变化而变化,空间位阻越大,分子中的Ru-Ru键长越长,反之,则变小。配体中的五元杂环呋喃或噻吩没能与金属配位成键,只是作为环戊二烯的一种取代基的形式存在,这可能是由于呋喃和噻吩的孤电子对参与了环状芳香体系的形成,因此孤电子对难于参与与金属的配位。研究了富烯配体C5H4CR1R2 [R1, R2=CH3 （15）, R1, R2=C2H5 （16）]与Ru3（CO）12的反应性,分离得到了富烯桥连的Ru-Ru键配合物（η3:η5-C5H4C（CH2）2）Ru2（CO）5 （18）和（η3:η5-C5H4C（CHCH2）（C2H5））Ru2（CO）5 （19）,晶体结构显示:分子中的环戊二烯以η5的形式与一个Ru原子配位,离域的烯丙基以η3的形式与另一个Ru原子进行了配位,说明了富烯分子中的环外双键在反应过程中发生了迁移,新形成的双键发生离域,并与钌原子进行了配位。同时,研究了6, 6-四亚甲基富烯配体C5H4C（CH2）4与Ru3（CO）12的反应,得到了以η5模式配位的配合物（η5-C5H4C5H7）2Ru2（CO）2（μ-CO）2 （20）和以η1:η5模式配位的富烯桥连Ru-Ru键配合物（η1:η5-C5H8C5H4）Ru2（CO）6 （21）,通过红外光谱、核磁共振氢谱以及元素分析确定了21为富烯桥连的Ru-Ru键配合物,富烯分子中的一个环外双键和两个环内双键以η1:η5的配位模式与Ru原子配位。用X-射线单晶衍射测定了20的晶体结构,晶体结构表明,6, 6-四亚甲基富烯在此反应过程中发生了环外双键的异构化,但该双键并没有与金属配位。以上结果说明,富烯与金属羰基化合物反应时,可以以不同的配位模式与金属成键,产物结构具有多样性。不同的配位模式对分子中Ru-Ru键长也有影响,以η3:η5和η1:η5模式配位的富烯桥连配合物比只以η5模式配位的非桥连配合物的Ru-Ru键要长,这可能是因为碳桥的存在,阻碍了两个Ru原子之间更进一步的靠近,使得配合物的Ru-Ru键变长。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章 取代茂金属羰基配合物的发展  9-22
  1.1 芳基取代的茂金属羰基配合物  9-12
  1.2 烷基取代的茂金属羰基配合物  12-16
  1.3 侧链含有杂原子(N、O)的茂金属羰基配合物  16-20
  1.4 侧链含有其它取代基团的茂金属羰基配合物  20-21
  1.5 选题依据  21-22
第二章 噻吩取代的茂金属羰基配合物的合成及表征  22-43
  2.1 引言  22
  2.2 结果与讨论  22-37
    2.2.1 配体的合成路线  22-23
    2.2.2 配合物的合成路线  23-24
    2.2.3 配合物6-11 的数据表征  24-25
    2.2.4 配合物的单晶结构  25-37
  2.3 实验部分  37-43
    2.3.1 主要原料及试剂  37
    2.3.2 主要仪器  37
    2.3.3 化合物1-11 的合成  37-40
    2.3.4 配合物单晶的培养及其结构的测定  40-43
第三章 2-甲基呋喃取代的茂金属羰基配合物的合成及表征  43-50
  3.1 引言  43
  3.2 结果与讨论  43-47
    3.2.1 配体12 的合成路线  43
    3.2.2 配合物的合成路线  43-44
    3.2.3 配合物13 和14 的数据表征  44
    3.2.4 配合物13 的单晶结构  44-47
  3.3 实验部分  47-50
    3.3.1 化合物12-14 的合成  47-48
    3.3.2 配合物单晶的培养及其结构的测定  48-50
第四章 富烯与Ru_3(CO)_(12)的反应  50-65
  4.1 引言  50
  4.2 结果与讨论  50-61
    4.2.1 配体15-17 的合成路线  50
    4.2.2 配合物的合成路线  50-51
    4.2.3 配合物的数据表征  51-53
    4.2.4 配合物的晶体结构  53-61
  4.3 实验部分  61-65
    4.3.1 化合物15-21 的合成  61-62
    4.3.2 配合物单晶的培养及其结构的测定  62-65
第五章 结论  65-67
参考文献  67-76
攻读硕士学位期间发表和待发表的论文  76-77
致谢  77

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 络合物化学（配位化学）
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