邻近C-H键对中心金属原子的配位作用—[Fe(PH3)3(C8H13)]+的定域分子轨道研究

采用INDO方法计算了{Fe[P(OMe)_3]_3(C_8H_(13))}~+的简化离子[Fe(PH_3)_3(C_8H_(13))]~+,将正则分子轨道用Edmiston-Ruedenberg定域化方法变换为定域分子轨道,结果表明:在对应C_1-H_(1A)键的定域分子轨道中,明显包含有铁原子轨道成分(7.8％),Fe-H_(1A)和Fe—C_1键级分别为0.190和0.302。指出C_1-H_(1A)键是以一对成键σ电子配位到铁原子上的。C_8H_(13)环以包含三个碳原子的η~4—共轭体系与铁原子相互作用。铁以二价(d~6-Fe(Ⅱ)的形式存在于该离子中。C_1-H_(1A)键的配位满足了文献[15]提出的Fe(Ⅱ)的共价12价。     

Cu（Ⅱ）—正胺络合物共价性的ESR研究

本文研究了乙胺等四种正胺配体与Cu(ClO_4)_2的配位络合物溶液的低温(77K)ESR谱。用超精细耦合常数和g值计算了σ键强度以及配位场分裂能次序。结果表明:σ键强度随着配位胺分子碳链增长而增强,至正戊胺配位络合物开始减弱;在这些Cu(Ⅱ)-正胺络合物中氨基以与氨不同的键性和Cu(Ⅱ)离子键合。     

新型金属间化合物R_2Fe_(17)N_(2.4)的结构与磁性

本文采用适当的热处理,使氮原子进入到R_2Fe_(17)的结构中去.利用X射线衍射、磁测量和中子衍射技术研究了R_2Fe_(17)N_(24)的晶体结构和内禀磁性及其之间的联系.中子衍射研究结果表明,氮原子在Th_2Zn_(17)型菱方结构中,占据9e间隙位置.氮的加入使晶胞体积增大、Curie温度升高;使铁原子3d电子正负能带电子数目差额扩大、饱和磁矩增强;并且氮原子对稀土晶位的晶场效应有重大影响,导致Sm_2Fe_(17)N_(24)具有易磁化轴.所有这些效应使得Sm_2Fe_(17)N_(24)具备了研制高矫顽力永磁体的内禀性能.     

为什么N_2分子和C_2H_2分子里的三键活动性截然两样?

N_2分子的电子结构可简单地写为:N≡N:即两个 N 原子之间有一个σ键,二个π键。同时,每个 N原子还有一对“孤对电子”。乙炔分子的电子结构可简单地写为:H—C≡C—H即两个 C 原子之间有一个σ键,二个π键。另外,每个 C 原子与一个 H 原子间有一个σ键。对比 N_2分子与 C_2H_2的电子结构,可以看出在 N_2     

七铁原子簇上分子氮的活化和加氢机理的分子轨道研究

本文用EHMO法研究了在七铁原子簇活性中心模型上氮的活化和加氢机理。计算表明,在所考虑的四种吸附模型中,以横卧吸附的N_2侧面加氢能量上最有利。表面吸附的N原子和H原子也可直接结合生成NH基。计算还表明,气相N_2与吸附H有直接作用的可能性。吸附N_2(或N)征加氢过程中要克服一位垒。在过渡态,吸附H的电性从H~(δ-)转为H~(δ+),同时发生N—H强成键作用。     

面桥亚硝酰基环戊二烯基羰基铁簇合物[(η~5-C_5H_5)(μ_2-CO)Fe]_3(μ_3-NO)的合成和表征

亚硝酰基配合物中存在着线型端基(三电子基)、弯曲型端基(单电子基)、桥式和面桥式不同的亚硝酰基配位方式,这些不同配位方式在催化研究领域中的应用具有无限广阔的前景。特殊的配位方式使中心原子出现16 e结构或20 e结构,在其它配合物中只有当配体解离或缔合时才拥有这样的电子结构,因而大部分亚硝酰基配合物均具有催化活性。其次配位亚硝酰基受中心原子活化使N≡O键容易断裂,亚硝酰基被还原生成羟胺或亚胺基;活化的亚硝酰基可以作为氧源催化转化汽车废气:2NO+2CO→N_2+2CO_2或2NO+CO→N_2O+CO_2以消除污染。我们曾在室温、常压下合成亚硝酰基配合物并     

三核分子氮络合物的化学键理论

本文用HM0和图论方法,计算了氮分子配位方式不同的三核分子氮络合物的稳定化能量、氮原子上的电荷及键序,并进行了比较,还同单、双核分子氮络合物进行了对比。发现了氮原子上电荷密度的变化规律,三核与单、双核分子氮络合物基本相似。而稳定化能量的变化趋势却相反。从所获得的结果推测,生物固氮酶对氮分子的络合活化,很可能是既有端基配位,又有侧基配位,多核协同作用。     

Y2Fe17Ny合金的结构和磁性研究

Y_2Fe_(17)和Y_2Fe_(17)N_y合金的磁测量和室温~(57)Fe穆斯堡尔谱研究结果表明,Y_2Fe_(17)N_y的平均超精细场与Y_2Fe_(17)相比增加了9.1T;居里温度提高了363K;铁原子的平均磁矩Δμ_(Fe)增加0.62μB。本文分析了氮化合金具有较高居里温度和较高饱和磁矩的机理。与α"-Fe_(16)N_2化合物一样,氮原子影响着Y_2Fe_(17)N_y中与氮原子近邻的铁原子电子云分布和超精细场的大小。     

双二硫代乙酰丙酮二羰基铁的合成、晶体结构和分子结构

Fe(SacSac)_2(CO)_2晶体结构已用X射线衍射法测定,对于143t个I≥3σ(I)的衍射点最后偏离因子R=0.0056,R_w=0.058。分子结构基本特征是两个二硫代乙酰丙酮基及两个羰基成顺式构型,围绕Fe原子配位的4个S原子和2个C原子基本上成八面体。分子中的两个(SacSac)-配位基均是平面状的,C-C键长与通常的取代苯C-C键十分类似,均在1.37-1.38(?)之间。     

铁原子与氮分子间的相互作用——单端位构型

用杂化密度泛函B3LYP方法在6-311+G(d)基组水平上研究了Fe 原子与N2分子相互作用的单端位构型的直线形和弯曲形两种结构的平衡几何结构、电子结构、轨道布局及红外光谱等性质. 计算结果表明, 由于强的σ-σ电子对互斥作用, 基组态4s²3d⁶的Fe原子不能与N2分子发生化学作用; 当Fe 原子呈现可与N2之间发生σ-π授予反馈作用的激发组态时, Fe 与N2分子之间可形成稳定的结构; 在得到的多个电子态中, 能量最低的是直线形的1³∑^-, 比Fe(a⁵D)和N2(¹∑⁺g )能量高21.6 kJ·mol-1, 同时存在几个能量相近的电子态, 如1³∏、1³Φ; 弯曲形都是不稳定态, 可能是连接直线形和单侧双配位构型的过渡态; 单端位构型产物相对于基态的反应物均是热力学不稳定的; 单端位构型中Fe对N2的活化作用很小, N—N 键长增加不超过7 pm.     

固氮酶底物配位活化的量子化学模拟

用EHMO法就Roussin红盐, MoFeS4(NO)2^2^-, Roussin黑盐及网兜状模型对C2H2,N2, NNH^+和NCH等固氮酶底物的配位活化进行了量子化学模拟. 综合考虑体系总能量与底物多重键的Mulliken键级的变化, 得知乙炔与二核簇相距1.2埃时为最佳活化构型;在Roussin黑盐及网兜状模型以“架炮"方式与乙炔组成的配位体系中, C≡C键呈5度仰角时为最佳活化构型. 铁比钼更有利于削弱C≡C键. 在N2, NNH^+NCH以“投网"方式与网兜模型组成的配位体系中, 底物的多重键受到较大的削弱. “投网"配位方式使兜口外氮原子上的电荷密度增加, 容易受亲电子试剂的进攻, H^+沿N-N轴线方向攻击N2对活化N≡N键最有利.     

有机试剂及其显色反应的理论研究——Ⅰ、吡啶偶氮类型有机试剂与金属离子络合位置的确定

本文应用量子化学MINDO/3法对PAR分子结构进行计算,指出: (1)PAR分子中存在π_(16)~(18)共轭体系,在各种PAR分子构型中,仅反式偶氮型能与金属离子形成三合配位。 (2)在两种反式构型中,根据计算的总能量,Ⅰ型较Ⅱ型稳定,而计算的偶极矩Ⅰ型小于Ⅱ型,且Ⅰ型电离能比Ⅱ型大。 (3)计算得到的HOMO正是主要由偶氮上的孤对电子对形成的离域分子轨道。从理论上说明了为什么此孤对电子对是配位电子。 (4)按照广义微扰理论的观点,指出L_m~(3+)与PAR分子作用主要是电荷控制反应,因而配位在Ⅰ型的N_(11)上。而Pd~(2+)与PAR分子作用则主要是轨道控制反应,因而它与Ⅱ型配位在N_(12)原子上。     

Ti(O-iPr)4-NaNp-N2固氮体系和锆、铁氢化物的反应

在前报中,我们用锆、铁氢化物和[Mo(N_2)_2(dppe)](Ⅰ)(dppe=(C_6H_5)_2P-CH_2-CH_2-P(C_6H_5)_2)及其类似物[C_6H_5N_2]BF_4(Ⅱ)进行反应,经红外光谱测定发现产物中有—NH基因,此反应产物水解后生成氨.这一结果表明锆,铁氢化物上的氢已转移到配位N_2分子上.这有两种情况,一是反应产物需要经过水解后生成氨,(Ⅰ)和锆、铁氢化物的反应属于这一类;另一是反应直接生成游离氨,产物不需要经过水解,铁的氢化物和     

手性自旋转换铁(Ⅱ)席夫碱配合物的合成、结构及其磁性研究

通过高氯酸亚铁,4-(咪唑-2-甲醛)丁腈和光学纯苯乙胺衍生物的自组装成功合成了2个纯手性单核自旋转换铁(Ⅱ)化合物fac-Λ-[Fe(R-L1)3](Cl O4)2(1),fac-Λ-[Fe(R-L2)3](Cl O4)2(2)。利用X-射线单晶衍射、元素分析(EA)、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、紫外光谱(UV)、圆二光谱(CD)等手段对配合物结构进行了表征。X-射线单晶衍射表明在化合物1和2中,铁(Ⅱ)金属中心与3个不对称双齿手性席夫碱配体中的6个氮原子配位形成八面体配位环境。每个结构基元中包含1个[Fe(L)3]2+阳离子和2个高氯酸根阴离子。由于铁(Ⅱ)中心周围手性配体的螺旋协调配位使[Fe(L)3]2+形成单一手性Λ构型。Fe(Ⅱ)-N键长表明配合物1和2中的铁(Ⅱ)在低自旋状态。在[Fe(L)3]2+中,相邻配体中的苯环和咪唑环形成分子内π-π相互作用。配合物1和2通过分子间C-H…π相互作用形成三维超分子结构。CD光谱证实配合物1和2在溶液中的光学活性。磁性测试表明配合物1和2分别在232和250 K发生自旋转换。由于配合物1和2具有相同的手性空间群和类似的堆积方式和分子间相互作用,导致1和2表现出不同自旋转换温度的原因主要是取代基效应。     

分子氮配合物的研究进展

自第一个分子氮配合物[Ru(NH_3)_5N_2]~(2+)被发现以来,关于 N_2配合物的合成及配位N_2的反应和活化有极其广泛和大量的文献报道。尤其是在七十年代该项研究在世界范围内都是极为热门的研究课题,我国也进行了分子氮配合物的大协作研究。进入八十年代以来,分子氮配合物的研究虽然还是重大基础研究课     

铁原子与氮分子间的相互作用——单侧双配位构型

用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(d)方法对单侧双配位FeN2体系(简记为S-FeN2)不同自旋多重度的稳定态、范德华力作用态和过渡态的多个电子态的几何结构、电子结构、能量和振动频率进行了计算比较研究. 结果表明, S-FeN2体系三种自旋态间, Fe—N 距离R1和N—N 距离R2值均比较接近; 能量最低的是15B2态, 相近态有15B1、13B1和13B2, 彼此能差约25 kJ·mol-1. 三重态电子结构复杂, 单重态能量普遍偏高; 基组态Fe原子与N2间存在强的σ-π电子对排斥而无有效轨道重叠和电子转移, 其它组态4s13d7、4s13d64p1和3d74p1, Fe 和N2间发生σ(sd)-π和π-π*轨道重叠作用, 有少量电子转移, 体系呈现一定的离子性特征, 活化N2键长基本不超过120 pm. Fe 原子的电子单或双重被激发到由N2反键轨道为主要成分的分子轨道上时, 能使N2活化到单键程度甚至解离.     

Ti(O-i-Pr)4-NaNp-N2固氮体系在PtCl2(PPh3)2存在下和H2的反应

1975年Chatt等采用质子酸对稳定的钼钨分子氮络合物进行还原质子化反应,取得了生成氨的结果.我们在1979年开展了过渡金属氢化物与稳定和不稳定的分子氮络合物反应的研究,同样也取得了生成氨的结果.这个结果为在温和条件下H_2和配位氮分子氢化反应制取氨准备了实验基础.采用的稳定分子氮络合物有[Mo(N_2)_2(dppe)_2](Ⅰ),trans-[Mo(N_2)_2(PMePh_2)_4](Ⅱ);不稳定固氮体系有[Ti(O-i-Pr)_4-NaNp-N_2]     

配合物[M（CO）3（PPh2py）2]（M=Fe，Ru）异构体的理论研究

对PPh2py配合物[M(CO)3(PPh2py)2](M=Fe,Ru)的三种构型的异构体1-6进行了研究.其中PPh2py以两个P原子与M配位形成HH构型1(Fe)和4(Ru),以一个P和一个N原子与M配位形成HT构型2(Fe)和5(Ru),以两个N原子与M配位形成HH'构型3(Fe)和6(Ru).结果表明,(1)PPh2py中P原子对HOMO轨道的贡献最大,PPh2py作为电子给体时易以P原子与金属原子结合.(2)从分子能量和相互作用能数据表明,配合物中HH构型最稳定,HH'构型最不稳定,这与合成产物为HH构型的结果一致.(3)键长和Wiberg键级均表明P-M键比N-M键结合力强.P、M原子间存在σ键,而N、Fe原子间仅存在nN→nM或nN→σM-P的电荷转移作用.(4)HH构型中M对HOMO的贡献最大,PPh2py向M的电荷转移最强,使M的负电荷最大,故HH构型最易作为电子给体以M原子与第二个金属配位形成双核配合物.     

配位导向的分子内C(sp3)-H键胺化反应构建含氮杂环的新进展

含氮饱和杂环化合物,如β-内酰胺、氮杂环丙烷、四氢吡咯、哌啶及其苯并骨架吲哚啉、四氢喹啉、四氢异喹啉等结构单元是天然产物和药物分子中常见的"优势骨架",在新药的发现中起到了极其重要的作用.配位导向的非活化C(sp³)-H键的直接胺化方法可高效构建C-N键,是C-H键活化反应方法学的重要研究内容之一.本文介绍了近期配位导向的非活化C(sp³)-H键的分子内直接胺化策略构建含氮杂环的新进展,其中包括双齿、单齿和分子内本身的二级胺作为定位基参与的活化模式,探讨了其反应机制、选择性、底物的适用性及其在合成中的应用.     

环硼氮烷与HCl,CHCl_3构成的分子间氢键的理论研究

用MP2方法和B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组下对复合物环硼氮烷-HCl体系和环硼氮烷-CHCl3体系进行优化,研究了其分子间氢键的本质.计算结果表明,氯仿与环硼氮烷分子之间的相互作用使C-H键长缩短,振动频率增大(蓝移),而HCl与环硼氮烷分子之间的相互作用使H-Cl键长增长,振动频率减小(红移).自然键轨道(NBO)分析表明,影响氢键红移和蓝移主要有3个因素:n(Y)→σ*(X-H)超共轭作用、X-H键轨道再杂化和质子供体电子密度重排.其中,超共轭作用属于键伸长效应,电子密度重排和轨道再杂化属于键收缩效应.环硼氮烷-HCl体系的构型1和2伸长效应处于优势地位导致形成红移氢键;环硼氮烷-CHCl3体系中,由于键收缩效应处于优势地位导致形成蓝移氢键.