取代四甲基环戊二烯基或茚基金属羰基化合物的合成与反应性研究

摘要

侧链含杂原子的四甲基环戊二烯基或茚基羰基金属配合物成为人们研究的热点之一。由于N原子含有孤电子对，和过渡金属有较强的配位能力，Br原子有较强的离去能力，促进金属原子和碳原子的键连，从而产生更多的结构和性质新颖独特的羰基金属配合物，极大地丰富了羰基金属配合物的种类和数目，也为羰基金属配合物在有机反应中的催化性能的研究提供了更多的实用价值和理论基础，具有潜在的应用前景。本文研究了2种取代四甲基环戊二烯基配体与羰基钌、羰基铁、羰基钼的反应，分离并鉴定了6种金属羰基配合物;同时还研究了吡啶取代的茚基配体与羰基钌的反应，得到了结构新颖的三核钌羰基金属配合物，并对此三核钌羰基配合物的反应性进行了初步研究，分离并鉴定了7种化合物。其中10个化合物的结构已由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:
　　(1)设计合成了取代的四甲基环戊二烯基配体[C5Me4HR][R=PhBr-4(1)，(MeC5H3N)CH2(2)]，并研究了这两个配体和羰基钌、羰基铁、羰基钼的反应性，得到了6个双核羰基金属配合物trans-{[η5-C5Me4C6H4-4-Br]Ru(CO)(μ-CO)}2(3)、trans-{[η5-C5Me4C6H4-4-Br]Fe(CO)(μ-CO)}2(4)、trans-[η5-C5Me4C6H4-4-Br]2Mo2(CO)6(5)、trans-{[η5-(MeC5H3N)CH2C5Me4]Ru(CO)(μ-CO)}2(6)、trans-{[η5-(MeC5H3N)CH2C5Me4]Fe(CO)(μ-CO)}2(7)、trans-[η5-(MeC5H3N)CH2C5Me4]2Mo2(CO)6(8)。用X-射线单晶衍射测定了3、5、6和7的晶体结构。晶体结构表明:配合物3、5、6和7侧链上的杂原子通过诱导电子效应和共轭电子效应间接地影响了M-M键长。
　　(2)设计合成了溴代吡啶取代的茚配体1-(6溴-2-吡啶)茚(9)，并研究了配体9和羰基钌的反应，得到了茚五元环2-位碳-氢键被活化的三核钌羰基配合物{μ2-η1∶η1-(C5H3N-6-Br)(C9H5)}Ru3(CO)9(10)，并通过X-射线衍射得到了10的单晶结构。继而，研究了配合物10的反应性:配合物10与配体9以庚烷为溶剂反应得到化合物{η5-(C5H3N-6-Br)(C9H5)}{η1-(C5H3N)(C9H6)}Ru2(CO)4(11)和配体9的自身偶合物12;配合物10在甲苯中加热回流得到{μ3-η6∶η3∶η1-(C5H3N-6-Br)(C9H5)}Ru3(CO)7(13);配合物10和茚在庚烷中加热回流得到[{(η5-C9H7)Ru(CO)2}2](14);配合物10和芴在庚烷中加热回流得到{μ3-η6∶η3∶η1-(C5H3N-6-Br)(C9H5)}Ru3(CO)7(13)，其中芴并没有参与反应，说明芴的反应活性较低;配合物10和苯乙烯、二乙烯苯在甲苯中加热回流，分别得到了双核钌配合物{(η5-(C5H3N-6-Br)(C9H5CHCH2Ph}Ru2(CO)5(15)和{(η5-(C5H3N-6-Br)(C9H5CHCH2PhCHCH2}Ru2(CO)5(16)，该反应经过一个配位、插入的过程，结果使得苯乙烯、二乙烯苯中的端烯插入到了Ru-C（η1）键中。通过X-射线单晶衍射得到了化合物11、12、13、14、15的单晶结构。结果表明:茚与过渡金属钌具有配位形式多样性的特点，同时吡啶中的N原子也可以与过度金属钌配位，从而得到结构新颖的三核钌羰基配合物10，配合物10具有较高的活性，能继续与吡啶取代的茚发生反应，得到新的羰基配合物;能在惰性的溶剂中加热回流脱去两个CO同时茚中的苯环也与钌配位得到新颖的羰基配合物;能脱去自身配体（吡啶取代的茚）与茚生成热稳定性更高的、反式对称的Ru-Ru键双核羰基配合物;能与含双键的有机物发生反应，经过一个配位、插入的过程，结果使得端烯插入到Ru-C(η1)键中，得到了双核钌配合物。

目录

声明

摘要

第一章 侧链含杂原子的茂型金属羰基化合物的研究进展

1．1 引言

1．2 侧链含氮的茂型金属羰基化合物

1．3 侧链含氧、硫的茂型金属羰基化合物

1．4 侧链含其它杂原子的茂型金属羰基化合物

1．5 选题依据

第二章 取代的的四甲基环戊二烯与金属羰基化合物的反应

2．1 引言

2．2 结果与讨论

2．2．1 配体1-2的合成

2．2．2 化合物3-8的合成

2．2．3 谱学性质

2．2．4 配合物晶体结构测定和晶体结构分析

2．3 实验部分

2．3．1 试剂

2．3．2 仪器

2．3．3 配体化合物1和2的制备

2．3．4 配位化合物3-8的合成

第三章 1-(6-溴-2-吡啶)茚基钌羰基配合物的合成及反应性探究

3．1 引言

3．2 结果与讨论

3．2．1 配体9的制备

3．2．2 配合物10的合成

3．2．3 配合物10的反应性

3．2．4 谱学性质

3．2．5 化合物晶体结构测定以及结构分析

3．3 实验部分

3．3．1 试剂

3．3．2 仪器

3．3．3 配体1-(6-溴-2-吡啶基)茚(9)的制备

3．3．4 配合物{μ2-η5：η1-(C5H3N-6-Br)(C9H5)}Ru3(CO)12(10)的合成

3．3．5 配合物10的反应性

第四章 结论

参考文献

致谢