原子或分子片段結(jié)合多個(gè)一氧化碳(CO)分子,以形成多羰加成物的能力是過渡金屬的一個(gè)基本特征。過渡金屬羰基絡(luò)合物對化學(xué)工業(yè)非常重要,它們也出現(xiàn)在自然中的一些酶(如氫化酶)的活性位點(diǎn)上,是很有前途的藥用試劑。這類分子甚至也能在星際塵云中被觀察到。
盡管有大量的過渡金屬多羰基絡(luò)合物,在周期表中第4族到第12族的過渡金屬之外,之前沒有發(fā)現(xiàn)任何其它元素可以直接與兩個(gè)或更多的CO單元反應(yīng)以形成穩(wěn)定的多羰加合物。
如今這種“規(guī)律”被一種奇特的元素硼打破。最近德國Julius Maximilian大學(xué)的Holger Braunschweig研究團(tuán)隊(duì)近期在《Nature》刊文,提出了亞硼烷基二羰基配合物(Borylene dicarbonyl, 上圖)的合成方法,第一次使用CO制備主族元素多羰基絡(luò)合物的化合物,而且在環(huán)境空氣和濕度條件下保持穩(wěn)定。
研究人員首先制備了帶有亞硼烷基配體的鉬五羰基絡(luò)合物RBMo(CO)5,R=2,6-di(2,4,6-triisopropylphenyl)。再將此復(fù)合物在CO飽和苯溶液中回流后,除去Mo(CO)6并分離出亞硼烷基二羰基化合物RB(CO)2的藍(lán)色晶體。硼只有三個(gè)價(jià)電子,因此常以奇特方式形成化學(xué)鍵。在亞硼烷基化合物中,硼使用一個(gè)電子與取代基結(jié)合,剩下的兩個(gè)電子在一個(gè)軌道上形成一個(gè)孤對,而另外兩個(gè)軌道保持空置。因此,硼可以接受來自兩個(gè)CO分子(σ鍵)的電子,并且將其孤對電子提供給CO分子(反饋π鍵)。這個(gè)供體-受體的作用方式與過渡金屬的羰基配合物非常相似。
該合成策略——使用供體將過渡金屬與亞硼烷基配體分開——具有廣泛的適用性,可以得到帶有不同路易斯堿性基團(tuán)的一價(jià)硼化合物,這些硼化合物都是前所未有的。
德國Philipps University計(jì)算化學(xué)家Gernot Frenking評論道,“我沒想到,它(亞硼烷基二羰基化合物)能如此穩(wěn)定,而且還如此容易合成。”Frenking還預(yù)測說,硼還有更多令人驚喜的特性等待發(fā)現(xiàn)。
1. http://www.nature.com/nature/journal/v522/n7556/full/nature14489.html
2. http://cen.acs.org/articles/93/web/2015/06/Borons-Ambidextrous-Ways.html