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复旦大学金国新课题组报道了一种由半夹心Ir(III)化合物诱导的邻碳硼烷B(3)-H键选择性活化方法。在无需Ag(I)和碱辅助的温和反应条件下,可直接在邻碳硼烷二硫代酯桥联配体的两个或三个碳硼烷笼体上同时实现B(3)-H键选择性活化,制备相应的双核或三核配合物。通过对配体长度的调控以及氯化亚锡对Ir-Cl键的插入反应,此类配合物中的B(3)-Ir键得到了单晶结构表征证实。此类配合物具有作为有机金属大环的构筑单元被用于主客体化学的应用前景。 碳硼烷是一类由碳、硼原子构成骨架结构的原子簇化合物,其中闭式-二碳代-十二硼烷(C2B10H12)具有格外出色的稳定性,受到的研究也最为广泛。碳硼烷可以参与形成B-H···H-C双氢键,因此碳硼烷基有机金属大环化合物可以与小分子脂肪烃形成主客体相互作用,并实现小分子烃混合物的高选择性分离。在此前研究中,此类碳硼烷基有机金属大环往往需要以较为昂贵的对碳硼烷桥联配体作为自组装前驱体,若使用更经济的邻碳硼烷合成相应的桥联配体及双金属构筑单元则有望降低其应用成本。而邻碳硼烷的十个B-H位点的化学环境相对近似,这使得其选择性B-H键活化成为一个具有挑战性的科学问题。 基于此,复旦大学金国新课题组设计并成功合成了一系列基于二硫代酯官能团的邻碳硼烷桥联配体。此类桥联配体的合成使用原位制备的邻碳硼烷二硫代羧酸四苯基鏻盐与溴代脂肪烃进行取代反应而合成(图1),配体的尺寸与刚性可以方便地通过改变溴代底物的结构而加以调控。
图1 邻碳硼烷二硫代酯桥联配体的合成方法 当此类桥联配体与[Cp*IrCl2]2同时加入到甲醇/二氯甲烷混合溶剂中时,Ir(III)可以直接诱导配体中各邻碳硼烷笼体同时发生B(3)-H键选择性活化,得到含B(3)-Ir键的双核或三核配合物(图2)。溶剂中的甲醇是反应成功的关键,而对底物溶解性更好的二氯甲烷不能单独使反应进行,且此反应无需Ag(I)和碱的辅助。通过对配体尺寸的调控,具有亚甲基连接基团的配合物2b成功结晶,其单晶结构表征直接证明配体中发生了B(3)-H键选择性活化(图3)。此外,通过氯化亚锡对此类配合物中Ir-Cl键的插入反应,成功得到配合物3c的单晶,其表征进一步证明了B(3)-H位点的选择性活化(图4)。 图2 邻碳硼烷二硫代酯桥联配体的B(3)-H活化反应 图3 化合物2b单晶结构 图4 化合物3c单晶结构 这项工作报道的半夹心Ir(III)化合物诱导邻碳硼烷二硫代酯桥联配体B(3)-H键选择性活化方法条件温和,操作方便,无需Ag(I)和碱辅助,产物易于通过柱层析提纯。所得双核或多核产物具有进一步用作有机金属大环化合物构筑单元的潜力。 论文信息 Selective B(3)-H activation without auxiliary reagents affording multinuclear Ir(III) complexes with (o-carboranyl)dithioester ligands Yong-Xiao Zhu, Run-Ze Yuan, Hai-Ning Zhang, Guo-Xin Jin* Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202401154
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