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Acc. Chem. Res.:南京大学朱从青课题组锕系金属-金属键领域阶段性总结

日期: 2022-06-01
浏览次数: 14

来源:X-MOL


金属元素占据元素周期表的半壁江山,金属-金属键作为研究合金与金属分子配合物之间的桥梁载体,吸引了人们的极大关注。d区过渡金属之间的多重键得到飞速发展,为深入研究过渡金属的成键本质与潜在应用奠定了丰富的物质基础。相对而言,f区锕系金属参与的金属-金属键受限于合成方法少、产物稳定性差、难以表征等因素而发展缓慢。近年来,南京大学朱从青(点击查看介绍)课题组采用独特的“双层N-P配体”,在锕系金属-金属键的构筑、反应性及性能等方面取得一系列进展。近日,朱从青等人在Acc. Chem. Res.上发表了题为“Heterometallic Clusters with Uranium-Metal Bonds Supported by Double-Layer Nitrogen-Phosphorus Ligands”的综述性论文,系统总结了他们在锕系金属-金属键领域取得的一系列具有特色的原创性研究成果:

1)实现分子内多个铀-金属键(U-Ni, U-Pd, U-Pt等)的构筑,突破此前只能构筑单个铀-金属键的局限,为构筑多个锕系金属-金属键提供有效方法,从而结束了该领域三十多年来“结构单一”的研究历史 (Nat. Chem. 2019, 11, 248−253; Chem. Sci. 2020, 11, 7585–7592)。

2)实现一系列锕系金属-金属三重键的构筑(U≡Rh, U≡Co, U≡Fe等),为研究锕系金属与过渡金属之间的成键奠定丰富的物质基础;实现最短锕系金属-金属键(U≡Fe三键:1.969 Å)的成功构筑及稳定分离 (PNAS 2019, 116, 17654−17658; Chem 2022, 8, 1361−1375)。

3)实现分子内多个稀土金属-金属键的构筑(La-Rh, Ce-Rh, Nd-Rh等),证实双层N-P配体对构筑金属-金属键物种的通用性 (J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 5998–6005)

4)基于锕系金属-金属协同策略,实现炔烃的选择性硼氢化,首次实现锕系金属-金属键配合物的催化功能 (Chem 2022, 8, 1361−1375);基于锕系金属-金属协同策略,实现常温、常压下,氮气分子的裂解,为氮气活化-转化研究提供分子模型 (J. Am. Chem. Soc, 2020, 142, 15004−15011)。

5)基于锕系金属与配体协同策略,在常温、常压、无需外加还原剂条件下,实现N2、O2、P4、As的活化,发展锕系金属配合物活化小分子的新模式 (Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 473−479; CCS Chem. 2021, 3, 3268–3276)。

该系列研究工作表明,双层N-P配体中P原子表现出两方面功能:1)与过渡金属螯合,构筑金属-金属键;2)作为亲核试剂,参与小分子活化。朱从青课题组将继续围绕双层N-P配体,开展金属-金属键的构筑、反应性及性能(催化、小分子活化等)方面的研究。该系列研究工作得到国家自然科学基金、万人计划—青年拔尖人才项目、中国科协青年人才托举工程项目、中央高校基本科研业务费、江苏省双创人才、江苏特聘教授、南京大学、配位化学国家重点实验室等经费资助。



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