对称性破缺：手性高氯酸乙酸·二(乙二胺)合锌(Ⅱ)的合成与结构

用简单的非手性原料醋酸锌和乙二胺在高氯酸钠的甲醇溶液中反应,反应过程中发生了对称性破缺现象,得到了一对对映体Δ-cis-[Zn（en）₂Ac][ClO₄]（Δ-1）and Λ-cis-[Zn（en）₂Ac][ClO₄]（Λ-1）（en=乙二胺,Ac-=醋酸根）。用元素分析、红外光谱、CD光谱和X-ray单晶衍射对产物进行了表征。X-ray单晶衍射结果表明配合物Δ-cis和Λ-cis中的锌（Ⅱ）离子均与2个乙二胺上的4个氮原子和醋酸根上的2个氧原子顺式配位,形成六配位畸变的八面体构型。{Δ-cis-[Zn（en）₂Ac]}⁺和{Λ-cis-[Zn（en）₂Ac]}⁺单体通过氢键作用分别形成具有右手和左手双螺旋的一维链。用X-ray单晶衍射和CD光谱确定了配合物的手性特征。     

阳离子(从有机铵到无机阳离子)对fac-[Fe(CO)3I3]-阴离子的稳定性和毒性的调节

通过无机碘盐(MI_n)与cis-[Fe (CO)₄I₂]反应制备了5个盐类化合物fac-M[Fe (CO)₃I₃]_n(Mⁿ⁺=Na⁺(1),K⁺(2),Mg²⁺(3),Ca²⁺(4),NH⁴⁺(5)),探讨了阳离子Mⁿ⁺对fac-[Fe (CO)₃I₃]^-阴离子的稳定性和细胞毒性的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)监测,发现盐1~5在DMSO、D₂O、生理盐水等介质中均能缓释CO,其释放动力学符合一级反应动力学模型;还发现溶液中碘离子的浓度和酸度对该阴离子的缓释CO性能也具有调节作用。通过噻唑蓝(MTT)实验评估了盐1~5对膀胱癌细胞的毒性,其24 h半抑制浓度(IC₅₀)在25~43 μmol·L^-1。与有机铵阳离子类的盐化合物相比,盐1~5在含水介质中的释放CO速率下降,毒性亦有下调。研究还发现这类fac-[Fe (CO)₃I₃]^-阴离子在缓释CO的同时释放碘自由基,并能导致线粒体活性氧(ROS)水平、Parkin蛋白表达均上调。铁死亡抑制剂(Ferrostatin-1和Liproxstatin-1)试验结果表明这类化合物可能引发铁死亡通路并促进肿瘤细胞死亡。     

氰基桥联的Fe(Ⅲ)-Mn(Ⅱ)双金属链的可控组装和磁性作用的调控

基于不同位阻的三氰基构筑单元和双齿配体,合成了2个氰基桥联的Fe（Ⅲ）-Mn（Ⅱ）链状化合物。利用不同的结构扭曲类型调控了它们的磁性相互作用。化合物{[Fe（Ⅲ）（PzTp）（CN）₃][Mn（Ⅱ）（5,5’-dmbpy）₂]ClO₄}_n（1;PzTp=tetrakis（pyrazolyl）borate;5,5’-dmbpy=5,5’-dimethyl-2,2’-bipyridine）显示为左右手螺旋链的一维2,2-CC链状结构并且表现出亚铁磁行为。化合物{[Fe（Ⅲ）（Tp^*）（CN）₃]₂[Mn（Ⅱ）（dpqc）]·CH₃OH·H₂O}_n（2;Tp^*=hydridotris（3,5-dimethylpyrazolyl）borate;dpqc=dipyrido[3,2-a：2’,3’-c]-（6,7,8,9-tetrahydro）phenazine）具有一维4,2-带状的双链结构并且表现出典型的反铁磁性相互作用。     

两个基于[SMo12O40]2-和冠醚基超分子阳离子的无机-有机杂化晶体的合成及晶体结构

以18-冠-6和4-碘-苯铵盐,二苯并30-冠-10和3-氟-4-氯-苯铵盐为超分子阳离子构建单元,分别引入到Keggin型[SMo₁₂O₄₀]^2-中,使用H管扩散法和溶剂挥发法合成了无机-有机杂化材料[（4-I-Anis）（[18]crown-6）]₂[SMo₁₂O₄₀]·CH₃CN（1）和[（3-F-4-Cl-Anis）₂（DB[30]crown-10）][SMo₁₂O₄₀]·2CH₃CN（2）（4-I-Anis=4-碘-苯铵盐;3-F-4-Cl-Anis=3-氟-4-甲基苯铵盐;DB[30]crown-10=二苯并30-冠-10）。通过红外光谱、元素分析、热重分析、固态漫反射光谱和X射线单晶结构分析对化合物进行了表征。结构分析表明,晶体1和2通过非共价键自组装作用构建而成,冠醚基超分子阳离子是通过N-H…O氢键作用形成。晶体1中,在bc平面,每个[SMo₁₂O₄₀]^2-多酸阴离子被6个超分子阳离子（4-I-Anis）（[18]crown-6）围绕,形成六边形的结构;晶体2中,在bc平面,每个[SMo₁₂O₄₀]^2-多酸阴离子被4个大的超分子阳离子（3-F-4-Cl-Anis）₂（DB[30]crown-10）围绕,形成四边形的结构。热重分析表明,氢键在维持晶体1和2的稳定性上起着主要的作用。固态漫反射光谱表明,[SMo₁₂O₄₀]^2-和冠醚基超分子阳离子之间存在电荷转移作用。     

两种由萘二酰亚胺衍生物构建的配位聚合物的合成、结构和光致变色性能

具有可逆颜色变化和适当变色寿命的光致变色材料对于无墨水和可擦除打印技术十分重要。我们将1,4,5,8-萘四羧酸二酐与甲硫氨酸结合,设计了一种基于1,4,5,8-萘二酰胺（NDI）的桥联有机配体（H₂ncm）,并以Zn²⁺和H₂ncm为原料,通过溶剂热反应合成了2种配位聚合物。化合物[Zn（ncm）（H₂O）₄]·2DMF （1）包含1个Zn²⁺、1个ncm^2-配体、4个配位水分子和2个DMF分子。Zn²⁺处于八面体的配位环境中,并通过ncm^2-配体连接形成链状结构。化合物[Zn₂（ncm）₂（H₂O）₄] （2）包含2个Zn²⁺、2个ncm^2-配体和4个配位水分子。2个Zn²⁺原子通过2个羧基桥联形成双核结构,并进一步通过ncm^2-配体连接形成二维层结构。2显示出从黄色到深棕色的光致变色现象。这种光诱导产生的颜色可以稳定至少3周,但在70 ℃加热时在5 min内即可恢复本来的颜色。我们证明了这种光致变色是源于光照射下NDI·自由基的产生。     

有机杂化硫代碲酸盐化合物（H2en）TeS3和[Ni（en）3]TeS3的溶剂热合成与表征

用低温溶剂热法合成了2种分立结构的有机杂化硫代碲（Ⅳ）酸盐化合物（H₂en）TeS₃（1）和[Ni（en）₃]TeS₃（2）（en=乙二胺）,通过X-射线单晶衍射,红外光谱,元素分析等手段对它们的结构进行了表征。晶体结构解析结果表明：2个化合物均属单斜晶系,空间群分别为P2₁和P2₁/c。化合物1和2具有孤立三角锥[TeS₃]^2-阴离子,化合物1的平衡阳离子为双质子化乙二胺[H₂en]²⁺,阴离子基团[TeS₃]^2-和阳离子基团[H₂en]²⁺之间通过N-H…S氢键连接。化合物2的阳离子基团为过渡金属Ni与乙二胺的配合物[Ni（en）₃]²⁺。另外,对该2种晶体进行了紫外-可见漫反射光谱测试和热重分析。     

NBO电荷计算对电中性原理的检验

我们在B3LYP/6-31++G（d，p）计算级别下计算了[M（H₂O）₆]³⁺（M=Sc~Co）、[Co（Ⅲ）L₆]（L=F^-、H₂O、NH₃、CN^-），以及基于α-Al₂O₃晶体结构搭建的铝氧簇Al₃O（OH）₇（H₂O）₅（Al₃）和Al₆O₆（OH）₆（H₂O）₅（Al₆）的NBO电荷。除[Co（NH₃）₆]³⁺外，其它化合物均不符合经典教科书中的电中性原理，具有超出-1~+1范围的电荷。此外，我们发现中心原子的电荷受到配位原子种类的极大影响，而这一规律未在电中性原理的表述中。计算结果表明，从[CoF₆]^3-到[Co（CN）₆]^3-，中心离子上所带电荷量从+1.639变化至-1.360，且中心离子上所带电荷随其离子势的增大而降低。另外基于对铝氧簇的计算，我们预测α-Al₂O₃中的Al原子所带电荷应为2.1±0.1。     

氰基桥联的Fe2Ni双之字链的合成与磁性

利用四氰基构筑单元和不同位阻的吡啶类配体,合成了3例氰基桥联的Fe₂^ⅢNi^Ⅱ链状化合物。化合物{[Fe（bpy）（CN）₄]₂[Ni（bp）₂]·2H₂O}_n（1）（bpy=2,2''-联吡啶;bp=4-苯基吡啶）,{[Fe（bpy）（CN）₄]₂[Ni（papy）₂]·H₂O}_n（2）（papy=4-（苯基氮烯）吡啶）和{[Fe（bpy）（CN）₄]₂[Ni（azp）]·4H₂O}_n（3）（azp=1,2-二（吡啶-4-基）二氮烯）均为双之字型的链状结构。磁性测试表明化合物1~3均表现为链内的铁磁相互作用。化合物1表现出单链磁体行为,有效能垒为10.9 K。     

氰根和酚氧桥联M(Ⅱ)-Mn(Ⅲ)(M=Ru和Os)二维配合物的合成、结构与磁性

基于六氰根构筑单元[M（Ⅱ）（CN）₆]^4-与[Mn（Ⅲ）（salen）]⁺模块反应合成了2个新型酚氧和氰根混合桥联的M（Ⅱ）-Mn（Ⅲ）配合物{[Mn（Ⅲ）（salen）]₄[Mn（Ⅲ）（salen）（H₂O）]₂[M（Ⅱ）（CN）₆]}（ClO₄）₂·2H₂O（M=Ru （1）,Os （2）,salen^2-=双水杨酰胺乙基负离子）。单晶衍射结果表明：它们是结构类似的二维化合物,其中氰根桥联的七核[Mn（Ⅲ）₆M（Ⅱ）]²⁺单元进一步通过双酚氧桥相互连接构成二维层状结构。磁性研究表明：2个化合物通过酚氧桥均呈现反常的反铁磁耦合,基于自旋哈密顿算符Ĥ=-2J_MnMnŜ_Mn1Ŝ_Mn2拟合得到它们的磁耦合常数分别是J=-0.340 cm^-1 （1）和-0.561 cm^-1 （2）。     

金属氯化物-苯并噻唑有机-无机杂化化合物的合成、表征及荧光性质

金属卤化物MCl₂（M=Pb²⁺,Cd²⁺,Co²⁺）分别与苯并噻唑（btz）在浓盐酸中、80 ℃下反应,合成了3种有机-无机杂化化合物：（btzH）[（PbCl₃）] （1）,（btzH）₂[CdCl₄]·2H₂O （2）和（btzH）₂[CoCl₄]·2H₂O （3）,其中化合物2和3结构相似。对化合物1~3进行了粉末衍射、红外和紫外光谱、元素分析、热重分析以及X射线单晶衍射表征。荧光测试发现：化合物1~3在393 nm处有发射峰,该荧光来源于苯并噻唑环中电子的π…π跃迁。     

Stable Radical Cation and Dication of an N‐Heterocyclic Carbene Stabilized Digallene: Synthesis,Characterization and Reactivity

One‐ and two‐electron oxidation of a digallene stabilized by an N‐heterocyclic carbene afforded the first stable gallium‐based radical cation and dication salts, respectively. Structural analysis and theoretical calculations reveal that the oxidation occurs at the Ga=Ga double bond, leading to removal of π electrons of the double bond and a decrease of the bond order. The spin density of the radical cation mainly locates at the two gallium centers as demonstrated by EPR spectroscopy and theoretical calculations. Moreover, the reactivity of the radical cation salt toward nBu₃SnH and cyclo‐S₈ was studied; a digallium–hydride cation salt containing a Ga?Ga single bond and a gallium sulfide cluster bearing an unprecedented ladder‐like Ga₄S₄ core structure were obtained, respectively.     

Matrix EPR and QM study of a model aromatic thioether radical-cation

The electronic structure and EPR properties of the model aromatic benzyl phenyl thioether radical cation [Ph-S-CH₂-Ph]⁺ have been assessed and compared to those of the aliphatic analogues. In the most stable conformation spin and charge are almost equally distributed between the sulfur atom and the adjacent phenyl ring. In correspondence of favourable conformations spin and charge transfer from the aryl to the benzyl ring is predicted to occur thus suggesting the possibility of solvent effects on the reactivity distribution. Contrariwise to the aliphatic analogues, the major reaction mode in the chlorofluorocarbon matrix above 77 K is the C-S bond splitting.     

Revisiting the Perfluorinated Trityl Cation

Although ultimately not isolable for X-ray structural characterization, the free perfluorinated trityl cation was shown to be observable in neat triflic acid, which represents milder conditions than previous reports of this cation in “magic acid” or oleum. A triflate-bound species could be generated in organic solvents using stoichiometric amounts of triflic acid and was shown to be synthetically viable for hydride abstraction from Et₃SiH. It was demonstrated that the para-position on the -C₆F₅ rings is the primary point of attack for decomposition of the cation.     

Catalysis of Radical Reactions: A Radical Chemistry Perspective

The area of catalysis of radical reactions has recently flourished. Various reaction conditions have been discovered and explained in terms of catalytic cycles. These cycles rarely stand alone as unique paths from substrates to products. Instead, most radical reactions have innate chains which form products without any catalyst. How do we know if a species added in “catalytic amounts” is a catalyst, an initiator, or something else? Herein we critically address both catalyst‐free and catalytic radical reactions through the lens of radical chemistry. Basic principles of kinetics and thermodynamics are used to address problems of initiation, propagation, and inhibition of radical chains. The catalysis of radical reactions differs from other areas of catalysis. Whereas efficient innate chain reactions are difficult to catalyze because individual steps are fast, both inefficient chain processes and non‐chain processes afford diverse opportunities for catalysis, as illustrated with selected examples.