半夹芯式16电子化合物CpCo(S2C2B10H10)与重氮乙酸乙酯及联烯三元反应体系

半夹芯式碳硼烷16e金属有机化合物CpCo（S₂C₂B₁₀H₁₀）与重氮乙酸乙酯及联烯在室温下反应,生成化合物1和2。在化合物1和2中,一分子重氮乙酸乙酯与一分子联烯以头-头方式插入Co-B键之间使碳硼烷B（3）/（6）位发生B-H键活化生成B-C键,另有一分子重氮乙酸乙酯使Co-S断裂形成硫叶立德。分别采用红外、核磁、元素分析、质谱和单晶X射线衍射等表征方法对化合物1和2进行了结构表征。     

碳硼烷硼端衍生物的合成与表征

在路易斯酸催化下,碳硼烷分别与对氰基溴化苄、三苯基膦在甲苯溶液里回流,前者反应中,制备得碳硼烷的硼端与对氰基苄基中的亚甲基直接偶联的产物1,通过调整催化剂的含量,可以显著地提高含B-Cl键的产物2的产率;与三苯基膦的反应中,碳硼烷失去一个硼顶,并与三苯基膦中的P原子直接偶联,生成含B-P键的巢式碳硼烷衍生物3。对此两类化合物进行了核磁、质谱、红外及单晶衍射等表征。化合物1和2中均发现碳硼烷的CH与N形成CH…N氢键和CH…π的弱作用,其中化合物2中,还存在CH…Cl。在巢式化合物3中,发现碳硼烷的CH参与了罕见的CH…HC相互作用。这类反应成功合成了含有B-C、B-Cl、B-P键的碳硼烷衍生物。     

半夹芯16电子化合物CpCo(S2C2B10H10)中B(3,6)位的选择性分步取代反应

16e半夹芯化合物CpCo(S2C2B10H10)(Cp:cyclopentadienyl)(1)与炔烃HC≡CC(O)Fc(Fc:ferrocenyl)在物质的量之比为1∶1时反应生成化合物CpCo(S2C2B10H9)(CH=CHC(O)Fc)(2)。在化合物2中,一分子HC≡CC(O)Fc偶合到原料化合物1的碳硼烷笼子的B(3)位点,导致B(3)位的氢原子迁移到炔烃的内部碳原子上形成烯烃取代基。2能继续与另外一分子HC≡CC(O)Fc反应,生成B-双取代产物CpCo(S2C2B10H8)(CH=CHC(O)Fc)2(3)。3仍然是1个16e化合物,并且在B(3,6)位点有2个反式烯烃取代基CH=CHC(O)Fc。在过量炔烃存在情况下,该反应生成化合物3及炔烃环三聚产物1,3,5-{HC=CC(O)Fc}3(4)。化合物2、3、4用红外,核磁,元素分析,质谱和单晶X-射线衍射分析等方法进行了表征。     

含螯合二硫代碳硼烷配体的16电子Cp*Co半夹心化合物与炔酮的反应性

由于闭式碳硼烷(CB₁₁H₁₂^-和 C₂B₁₀H₁₂)丰富的化学, 它们已引了人们很多的关注. 半夹芯16e化合物Cp^#M(E₂C₂B₁₀H₁₀) (Cp# = η5-C₅H₅, η5-C₅Me₅; M = Co, Rh, Ir; E = S, Se)和半夹芯16e化合物(p-cymene)M(E₂C₂B₁₀H₁₀) (M = Ru, Os; E = S, Se) 具有相似的结构特点, 即含有一个二硫(硒)代闭式碳硼烷配体. 由于分子结构中都存在不饱和的16e金属中心、两个配位多样的S(Se)原子及B?H键可活化的碳硼烷笼子, 这些半夹芯式有机金属16e化合物已展现了丰富多样的反应性. 由此, 人们合成了一系列结构新颖的有机金属碳硼烷化合物. 目前, Kang SO课题组, Herberhold M课题组及燕红课题组已广泛研究并报道了半夹芯式含[E₂C₂B₁₀H₁₀]^2- (E = S, Se)配体的有机金属16e化合物与炔烃配体R₁C≡CR₂ (R₁ = H, CO₂Me; R₂ = Ph, Fc, CO₂Me, etc.)的反应性. 本文报道了半夹心16e化合物, Cp*Co(S₂C₂B₁₀H₁₀) (1) (Cp* = pentamethylcyclopentadienyl), 与炔酮HC≡C–C(O)R (R = OMe, Me, Ph)的反应性. (1)Cp*Co(S₂C₂B₁₀H₁₀)与过量的丙炔酸甲酯(HC≡C–CO₂Me)反应产生了五个18e化合物2~6. 其中, 2是在碳硼烷B(3)/B(6) 位点发生取代反应的产物, 其分子结构含有B–CH₂结构单元. 有趣的是, 化合物3~6则是通过两分子的炔烃在一个Co?S键上分别以头尾、头头、尾尾及尾头方式发生双分子加成的产物, 为四个几何同分异构体, 且它们首次从此类反应体系中同时分离得到. (2)Cp*Co(S₂C₂B₁₀H₁₀)与过量的3-丁炔-2-酮(HC≡C–C(O)Me)反应产生了化合物7和8. 这两个半夹心式18e化合物是通过两分子的炔烃在一个Co-S键上分别以头尾和头头方式发生双分子加成的产物. (3)Cp*Co(S₂C₂B₁₀H₁₀)与过量的苯基乙炔基酮(HC≡C–C(O)Ph)反应产生了化合物9和10. 化合物9和10的分子结构与化合物7和8类似, 即含有一个六圆环结构单元(Co–C=C–C=C–S). 化合物3, 7, 9及4, 8, 10代表了两类更稳定构像. 因此, 在上述反应中, 半夹芯式16e化合物Cp*Co(S₂C₂B₁₀H₁₀)展现出了其独特的反应性, 这也有利于我们理解结构单元Cp*Co和CpCo之间的差别对这类半夹芯式16e化合物反应性的影响.     

钴原子簇化合物研究Ⅴ.含硫脲桥基三钴硫羰基簇合物的合成和结构

本文通过Co~2(CO)~8与5个取代硫脲R^1NHC(S)NHR^2反应,制得了通式Co~3(CO)~7(μ~3-S)[μ-η^2-R^1NC(S)NHR^2]5个新簇合物.除用碳氢氮元素分析、IR、^1HNMR和MS表征它们的结构外,还用X光衍射法测得R^11=Ph,R^2=CH~2Ph簇合物的单晶结构.该簇合物属三斜晶系,PI空间群.晶胞参数如下:a=0.9116(1),b=1.2289(2),c=1.2518(2)nm,a=115.56(1),β=100.92(2),γ93.29(1)°;z=2,Ⅴ=1226.2×10^-5nm^3;D~c=1.75g.cm^-3;μ=22.099cm^-1,F(000)=646.结构分析表明,该分子中的Co^3S原子构成三角锥分子骨架,所有CO为钴原子的端羰配体,而PhNC(S)NHCH~2Ph以S原子和与苯基相连的N原子分别与两个钴原子配位,形成Co~2NCS五圆环结构.     

钴原子簇化合物研究Ⅴ.含硫脲桥基三钴硫羰基簇合物的合成和结构

本文通过Co_2(CO)_8与5个取代硫脲R~1NHC(S)NHR~2反应,制得了通式为Co_3(CO)_7(μ3-S)[μ-η~2-R~1NC(S)NHR~2]5个新簇合物.除用碳氢氮元素分析、IR、~1H NMR和MS表征它们的结构外,还用X光衍射法测得R~1=Ph,R~2=CH_2Ph簇合物的单晶结构.该簇合物属三斜晶系,PI空间群.晶胞参数如下:a=0.9116(1),b=1.2289(2),c=1.2518(2)nm,α=115.56(1),β=100.94(2),γ=93.39(1)°;Z=2;V=1226.2×10~(-3)nm~3;D_c=1.750g·cm~(-3);μ=22.099cm~(-1);F(000)=646.结构分析表明,该分子中的Co_3S原子构成三角锥分子骨架,所有CO为钴原子的端羰配体,而PhNC(8)NHCH_2Ph以S原子和与苯基相连的N原子分别与两个钴原子配位,形成Co_2NCS五圆环结构.     

Nd掺杂对磁控溅射Bi4-xNdxTi3O12铁电薄膜结构和性能的影响

采用磁控溅射工艺在p-Si衬底上制备了Bi4-xNdxTi3O12铁电薄膜,研究了Nd掺杂对Bi4-xNdxTi3O12薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响.结果表明,Nd掺杂并未改变薄膜的晶格对称性,仍然保持Bi层状钙钛矿结构,但能在一定程度上抑制晶粒的生长,使薄膜的晶粒更加细小、均匀,同时能明显改善薄膜的介电、铁电性能.Nd掺杂量x=0.30 ～0.40时,Bi4-xNdxTi3O12薄膜的综合性能较好,其介电常数εr＞250,介电损耗tanδ ＜0.1,剩余极化Pr=20.6 μC/cm2,Ec＜ 150 kV/cm.Ag/Bi4-xNdxTi3O12/p-Si异质结顺时针回滞的C-V曲线表明该异质结可实现极化存储,其记忆窗口达1.6V.但掺杂量不宜过多,当Nd掺杂量达到0.45以后,薄膜的介电、铁电性能反而有所下降.     

碳硼烷硼氢键选择性官能团化的研究进展

由于独特的三维立体结构、硼含量高、良好的热稳定性和化学稳定性等特点,碳硼烷及其衍生物在材料、催化、医药、超分子和配位化学等领域应用广泛,因此发展高效、高区域选择性的碳硼烷B-H键的官能团化的方法学备受硼化学家的关注。本文对近年来碳硼烷B-H键的官能团化的反应类型及相关反应机理予以论述,希望为后续研究提供可靠的参考。     

钒酸铜纳米线的制备及光吸收性能

以CuCl2和NH4VO3为原料,采用水热法制备了α-CuV2O6纳米线.采用X射线衍射(XRD)研究了所得α-CuV2O6纳米线的晶相特征,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)及透射电镜(TEM)观察产物的微观形貌,利用X-射线能谱(EDS)及X-射线光电子能谱(XPS)对样品的组成进行了分析,并采用紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)测定了样品的光吸收性能.紫外-可见漫反射测试显示α-CuV2O6纳米线具有较宽的紫外-可见光吸收范围.     

基于B-H键的活化对含B-C、B-Cl、B-P键的碳硼烷硼端衍生物的合成与表征

在路易斯酸催化下,碳硼烷分别与对氰基溴化苄、三苯基膦在甲苯溶液里回流,前者反应中,制备得碳硼烷的硼端与对氰基苄基中的亚甲基直接偶联的产物1,通过调整催化剂的含量,可以显著地提高含B-Cl键的产物2的产率;与三苯基膦的反应中,碳硼烷失去一个硼顶,并与三苯基膦中的P原子直接偶联,生成含B-P键的巢式碳硼烷衍生物3。对此两类化合物进行了核磁、质谱、红外及单晶衍射等表征。化合物1和2中均发现碳硼烷的CH与N形成CH…N氢键和CH…π的弱作用,其中化合物2中,还存在CH…Cl。在巢式化合物3中,发现碳硼烷的CH参与了罕见的CH…HC相互作用。这类反应成功合成了含有B-C、B-Cl、B-P键的碳硼烷衍生物。