他,師從六位院士,繼Science后,再發(fā)Nature Chemistry! 2024年6月21日 上午9:28 ? 頂刊 ? 閱讀 33 成果簡介 在有機(jī)化學(xué)中,官能團(tuán)的合成及其相互轉(zhuǎn)化一直是核心內(nèi)容。然而,合成含有第14族重元素(R1-C≡E-R2,E=Si, Ge, Sn, Pb)的異核炔烴類似物是一個長期存在的挑戰(zhàn)。利用路易斯堿穩(wěn)定策略,中性硅炔(R1-C≡Si(L)-R2)和鍺炔(R1-C≡Ge(L)-R2)在低溫下獲得了足夠的穩(wěn)定性以進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。 基于此,南方科技大學(xué)劉柳副教授(通訊作者)等人報道了在室溫下合成了無-堿錫炔(R1-C≡Sn-R2),通過使用塊體環(huán)狀膦基配體與塊體三聯(lián)苯取代基結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。盡管該錫炔分子具有π-電子強(qiáng)離域的聯(lián)烯結(jié)構(gòu),但其表現(xiàn)出相鄰的C和Sn兩親性中心,形成具有離子特征的C-Sn多重鍵。該錫炔分子表現(xiàn)出與卡賓或錫賓類似的反應(yīng)活性,可與1-金剛烷基異氰酸酯和2, 3-二甲基-1, 3-丁二烯反應(yīng)。此外,其C-Sn鍵可以被Et3N·HCl飽和或被異丙基異氰酸酯裂解,擴(kuò)展了科研人員對元素化學(xué)的理解。 相關(guān)工作以《A crystalline stannyne》為題在《Nature Chemistry》上發(fā)表論文。其中,劉柳副教授(研究員),2020年9月加入南方科技大學(xué)化學(xué)系,任獨(dú)立課題組長,博士生導(dǎo)師。 2011年本科畢業(yè)于廈門大學(xué)化學(xué)系,2016年博士畢業(yè)于廈門大學(xué)(2011—2013,2015—2016)和加州大學(xué)圣地亞哥分校(2013—2015)聯(lián)合培養(yǎng),師從中國科學(xué)院院士趙玉芬教授和法國科學(xué)院院士Guy Bertrand教授。 畢業(yè)后在加拿大多倫多大學(xué)(2016—2019;合作導(dǎo)師為加拿大皇家科學(xué)院院士Douglas W. Stephan教授)和美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室與加州大學(xué)伯克利分校(2019—2020;合作導(dǎo)師為三位美國科學(xué)院院士F. Dean Toste教授、Kenneth N. Raymond教授和Robert G. Bergman教授)從事科研工作。 值得注意的是,2024年1月4日,在Science上發(fā)表里題為《A stable rhodium-coordinated carbene with a σ0π2 electronic configuration》的文章。 第一作者為南科大2021級博士生王新峰,課題組成員胡超朋博士、李建成博士、魏睿博士和張新博士參與了研究工作。 圖1.概念綜述和值得注意的例子 圖文解讀 作者利用磷基硅基重氮甲烷1出發(fā),在沒有光情況下,通過用叔丁醇鉀(tBuOK)在THF中原位脫除硅基,隨后與有機(jī)錫氯(2, 6-Mes2C6H3SnCl,Mes=異亞丙基丙酮)發(fā)生鹽消除反應(yīng),合成了一種錫烯基重氮甲烷2(31P NMR: 125.3 ppm)作為前驅(qū)體。2中的紅外吸收ν(CN2)發(fā)生在1966 cm-1處,與在金屬取代的膦基重氮甲烷中觀察到的相應(yīng)吸收相似。 將2的濃戊烷溶液在-30 ℃下緩慢蒸發(fā)得到黃色單晶,并通過X射線衍射證實(shí)其結(jié)構(gòu)。在室溫下紫外光(303 nm)照射2的固體30 min,然后用冷戊烷洗滌,分離得到黃色固體3,產(chǎn)率為96%(217 mg, 0.254 mmol)。化合物3結(jié)晶成黃色晶體,分子式為[(CH2)(NDipp)]2PCSn(C6H3-2, 6-Mes)(Dipp=2, 6-二異丙基苯基;Mes=異亞丙基丙酮)。 圖2.錫烯基重氮甲烷2和錫炔3的合成及其共振形式 圖3.錫烯基重氮甲烷2和錫炔3的晶體結(jié)構(gòu) 作者進(jìn)行了前沿分子軌道(FMO)、內(nèi)在鍵軌道(IBO)和電子定位函數(shù)(ELF)的計算。HOMO(-4.47 eV)由P(1)-C(1) π鍵軌道和Sn(1)上的孤對軌道組成,HOMO-1(-4.94 eV)對應(yīng)于P(1)-C(1)-Sn(1)面外3-中心-2-電子(3c2e)π鍵軌道。 此外,LUMO(-2.01 eV)代表一個C(1)-Sn(1)π*-反鍵軌道,在Sn(1)處具有顯著的空5p軌道特征,以及P-N σ*-反鍵軌道。LUMO+2(-1.45 eV)具有P(1)-C(1)π*-反鍵軌道。總之,3的ELF圖顯示出P(1)-C(1)-Sn(1)平面中C和Sn原子之間的離子相互作用,有限的電子密度定位在C(1)-Sn(1)和Sn(1)-C(2)鍵上,而P(1)-C(1)鍵表現(xiàn)出很強(qiáng)的共價特征。 圖4.選定FMO的描述和錫炔3的ELF圖 圖5.錫炔3的化學(xué)反應(yīng) 在室溫下,利用1-異氰酸酯(AdNC)處理3得到唯一的產(chǎn)物4(31P NMR, 112.2 ppm;119Sn NMR, 1486.8 ppm),與AdNC用量無關(guān)。通過多核核磁共振和X射線衍射數(shù)據(jù),4被鑒定為(膦基)(錫烯基)氯胺,錫烯基中心保持完整。在-35 °C下,3與過量的Et3N·HCl的加成反應(yīng),生成了6(31P NMR, 111.3 ppm;119Sn NMR, -13.2 ppm)。X射線衍射分析證實(shí),6是雙加成產(chǎn)物,兩個H原子和兩個Cl原子分別附著在C(1)和Sn(1)上。6中的C(1)-Sn(1)鍵長為2.126(4)?,而3中的為2.082(6)?。通過將3: Et3N·HCl的反應(yīng)比例調(diào)整為1: 1,觀察到6以及主要中間體(31P NMR, 90.7 ppm)的形成,以及未反應(yīng)的3。 圖6.化合物4、5、6和7的晶體結(jié)構(gòu) 文獻(xiàn)信息 A crystalline stannyne. Nature Chemistry, 2024, DOI: https://doi.org/10.1038/s41557-024-01555-4. 原創(chuàng)文章,作者:wang,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/21/144cb4b56e/ 催化 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 安長華/姚爽Nano Research:Ni基電催化劑的尺寸效應(yīng):電化學(xué)苯甲醇氧化 2023年11月19日 ?廣大Small:低濃度PMS在Fe-N3O1位點(diǎn)上產(chǎn)生活性氧助力水凈化 2022年12月15日 王定勝/蘇亞瓊Nano Letters:Lewis酸位點(diǎn)促進(jìn)單原子Cu催化劑電催化CO2甲烷化 2023年10月12日 Nature子刊:能量轉(zhuǎn)換效率接近20%!Cu-Sn電催化劑助力太陽能CO2還原 2022年10月30日 IF=32.3!北京大學(xué),新發(fā)Nature Photonics!集成光子芯片! 2025年1月7日 鋰電周報:張強(qiáng)、汪國秀、周豪慎、彭慧勝、胡陳果、黃少銘、王佳平、丁書江等最新成果! 2023年10月30日