碳龙化学:碳龙配合物容易制备了

发布日期:2017-12-15     浏览次数:3774次    发布者:刘春英    

       夏海平教授课题组的碳龙化学取得重要进展,相关成果以"Multiyne Chains Chelating Osmium via Three Metal-Carbon σ Bonds”为题于近日在线发表于《自然-通讯》(Nature Communications, 2017, 8, 1912)。

       碳是最常见的元素之一,是有机化学、金属有机化学中的最基本元素。然而有趣的是,尽管碳在配位化学中同样广泛存在(其配体骨架主要由碳构成),其通常只能作为配角,主配位原子一般是N/O/P/S等杂原子。近年来,夏海平教授课题组在碳作为配位原子方面做了一系列原创性工作,形成了具有厦大特色的碳龙化学(Carbolong Chemistry),发现了一系列结构多样的全碳多齿配合物-碳龙配合物。这些配合物不仅结构新颖,还具有紫外-可见-近红外宽吸收、长波发射、聚集诱导荧光增强、光热转化效率高等特性,具有广阔的应用前景。相关成果入选2013年度“中国高等学校十大科技进展”,并已在多个重要学术期刊发表(Nat. Chem., 2013, 5, 698; Nat. Commun., 2014, 5, 3265; Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 6232; 2015, 54, 3102; 2015, 54, 7189; 2015, 54, 6181; 2017, 56, 9067; Sci. Adv. 2016, 2, e1601031; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 1822; 2017, 139, 14344)。
     

       此前,碳龙配合物只能通过金属有机反应的方法获得(即金属杂环衍生化法),该方法路线稍长,不利于碳龙配合物的量产及应用的开发。最近,课题组提出了通过配位化学方法构筑碳龙配合物的新思路——由多齿碳链配体或配体前体直接螯合金属制备碳龙配合物。他们设计、合成了链状多炔(称为碳龙),其可在室温、空气氛下与市售金属配合物OsCl2(PPh3)3、甚至无机盐K2OsCl6反应,一锅法克级制备碳龙配合物,简化了碳龙配合物的合成路线。大大降低了碳龙化学的研究门槛。该方法具有可拓展性,通过碳龙的变化可合成结构多样的碳龙配合物,进一步丰富了碳龙配合物的种类;此外,碳龙配合物金属品种的拓展工作也正在进行中。值得注意的是,作为一类全新的多炔化合物,碳龙不仅可作为碳多齿配体前体,还有望作为合成子广泛应用于有机合成化学。碳龙系列化合物(如Carbolong 1-5)不久将在百灵威(j&k)试剂公司向国内外面市。
          

       该研究工作在夏海平教授指导下完成,第一作者为iChEM博士后卓庆德,博士生林剑锋、陈仕焰、陈志昕和硕士生邵一凡参与了部分实验工作。博士生华煜晖和博士后周小茜负责理论计算。张弘副教授和朱军副教授对研究工作给予了大力支持。研究工作得到国家自然科学基金重大项目(21490573 )和重点项目(21332002),以及中国博士后科学基金(2016M602069)的资助。

       论文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-017-02120-z