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原子或分子片段结合多个一氧化碳(CO)分子,以形成多羰加成物的能力是过渡金属的一个基本特征。过渡金属羰基络合物对化学工业非常重要,它们也出现在自然中的一些酶(如氢化酶)的活性位点上,是很有前途的药用试剂。这类分子甚至也能在星际尘云中被观察到。
尽管有大量的过渡金属多羰基络合物,在周期表中第4族到第12族的过渡金属之外,之前没有发现任何其它元素可以直接与两个或更多的CO单元反应以形成稳定的多羰加合物。
如今这种“规律”被一种奇特的元素硼打破。最近德国JuliusMaximilian大学的HolgerBraunschweig研究团队近期在《Nature》刊文,提出了亚硼烷基二羰基配合物(Borylenedicarbonyl,上图)的合成方法,第一次使用CO制备主族元素多羰基络合物的化合物,而且在环境空气和湿度条件下保持稳定。
研究人员首先制备了带有亚硼烷基配体的钼五羰基络合物RBMo(CO)5,R=2,6-di(2,4,6-triisopropylphenyl)。再将此复合物在CO饱和苯溶液中回流后,除去Mo(CO)6并分离出亚硼烷基二羰基化合物RB(CO)2的蓝色晶体。硼只有三个价电子,因此常以奇特方式形成化学键。在亚硼烷基化合物中,硼使用一个电子与取代基结合,剩下的两个电子在一个轨道上形成一个孤对,而另外两个轨道保持空置。因此,硼可以接受来自两个CO分子(σ键)的电子,并且将其孤对电子提供给CO分子(反馈π键)。这个供体-受体的作用方式与过渡金属的羰基配合物非常相似。
该合成策略——使用供体将过渡金属与亚硼烷基配体分开——具有广泛的适用性,可以得到带有不同路易斯碱性基团的一价硼化合物,这些硼化合物都是前所未有的。
德国PhilippsUniversity计算化学家GernotFrenking评论道,“我没想到,它(亚硼烷基二羰基化合物)能如此稳定,而且还如此容易合成。”Frenking还预测说,硼还有更多令人惊喜的特性等待发现。
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