近年来,厦门大学的研究团队报道了一类全新的芳香体系——金属杂戊搭炔I(Nat. Chem., 2013, 5, 698; Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 7189)和金属杂戊搭烯I(Nat. Commun., 2014, 5, 3265)。该分子骨架可看成由7个碳原子组成的碳链(Carbolong)与过渡金属形成的螯合物。随着碳链的增长,一系列金属桥位多环分子骨架得到报道,包括8碳龙骨架II(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 3102)、9碳龙骨架III(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 6181)、10碳龙骨架IV(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 9067)、12碳龙骨架VI(Sci. Adv., 2016, 2, e1601031)等,逐步建立了独特的“碳龙化学”(the chemistry of Carbolong)。然而,碳龙家族的最后一个成员,由11个碳原子与过渡金属螯合的分子骨架V却一直未正式报道。
厦门大学研究团队原创的“碳龙化学(Carbolong Chemistry)”再次取得了重要进展,该工作首次报道了11碳龙与过渡金属螯合而成的全新分子骨架,相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。文章得到两位审稿人的一致认可,并选为该杂志的VIP (Very Important Paper)论文。
早期研究表明,9碳龙化合物III可通过7碳龙化合物I与一分子炔烃反应得到,在此基础上,再增加一分子炔烃,是否可以得到11碳龙化合物V成为人们思考的问题。实验表明,7碳龙化合物金属杂戊搭炔与两分子炔烃发生[2+2+2]环加成反应可以成功分离得到11碳龙化合物。这也是首次实现后过渡金属卡拜化合物与炔烃的[2+2+2]环加成反应,为后过渡金属卡拜化合物催化炔烃聚合提供了新的认识。至此,碳龙化合物家族已形成完整的同花顺序列。
该工作在夏海平教授的指导下,主要由能源材料化学协同创新中心的出站博士后朱从青(第一作者,现为南京大学化学系教授)、周小茜博士、杨宇惠同学完成。理论计算由朱军教授课题组的博士研究生朱琴完成。温庭斌教授参与了相关讨论。研究工作得到国家自然科学基金委项目的支持。
该论文作者为:Congqing Zhu, Jun Zhu, Xiaoxi Zhou, Qin Zhu, Yuhui Yang, Ting Bin Wen, Haiping Xia
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Isolation of an Eleven‐Atom Polydentate Carbon‐Chain Chelate Obtained by Cycloaddition of a Cyclic Osmium Carbyne with an Alkyne
Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 3154, DOI: 10.1002/anie.201713391
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