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含特征M=N雙鍵的前過渡金屬末端氮卡賓配合物是一類重要的金屬配合物。一些國際知名的金屬有機化學(xué)家，如美國加州大學(xué)伯克利分校的R. G. Bergman和麻省理工學(xué)院的R. R. Schrock等，投身于第IVB族和第VB族金屬末端氮卡賓配合物的研究，并取得了重要進(jìn)展。然而，稀土金屬（第IIIB族）末端氮卡賓配合物卻一直缺失。這是由于相比于第IVB族和第VB族的金屬離子，稀土金屬離子的d軌道能級和氮卡賓的p軌道能級匹配性差，使得稀土金屬=氮雙鍵很不穩(wěn)定，稀土末端氮卡賓配合物高度活潑。
中科院上海有機化學(xué)研究所金屬有機國家重點實驗室陳耀峰課題組基于有機配體的電子效應(yīng)和立體效應(yīng)，針對稀土金屬離子硬酸、大離子半徑和高配位數(shù)的特性，設(shè)計合成了一類新型的三齒氮配體，并通過合成其稀土金屬烷基配合物，驗證其確實具有優(yōu)越的電子效應(yīng)和立體效應(yīng)特性(Organometallics 2008, 27,758)。
在此基礎(chǔ)上，研究人員利用該類配體，在外加Lewis堿DMAP的配合下，成功地合成了第一例稀土金屬末端氮卡賓配合物-鈧末端氮卡賓配合物，并對這個配合物進(jìn)行了X-射線晶體結(jié)構(gòu)的表征和DFT理論計算。有關(guān)結(jié)果以封面文章的形式發(fā)表在(Chem. Commun., 2010, 46, 4469)。進(jìn)而又設(shè)計了一個新型的四齒氮配體，無需外加Lewis堿就可以得到稀土金屬鈧末端氮卡賓配合物。初步反應(yīng)性能研究發(fā)現(xiàn)，稀土金屬鈧末端氮卡賓配合物可以活化元素硒、二氧化碳以及苯基氰、甲基丙烯酸甲酯、異氰酸、環(huán)氧丙烷等有機小分子，顯示其豐富的反應(yīng)性能 (Chem. Commun., 2011, 47, 743; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 59, 7677)。
該工作揭示通過合適的配體設(shè)計，可以合成和穩(wěn)定含特征稀土金屬和主族元素雙鍵的金屬配合物，為合成含稀土金屬和其它主族元素（C,P等）雙鍵的金屬配合物提供了思路，對其反應(yīng)性能的研究也揭示出稀土金屬=氮雙鍵獨特的性質(zhì)。
該項工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院和上海市的資助。
