稀土金属有机配合物化学发展综述

2016-07-18 00:37石岩
大科技 2016年11期
关键词:环戊二烯稀土金属配位

石岩

(沈阳广播电视大学 辽宁沈阳 110003)

稀土金属有机配合物化学发展综述

石岩

(沈阳广播电视大学 辽宁沈阳 110003)

本文针对稀土金属有机配合物的化学发展一题展开了较为深入的研究,其中包括三环戊二烯基稀土配合物、环戊二烯基稀土卤化物、σ键稀土金属有机化合物以及二价稀土金属有机配合物等等,以期能够为我国稀土金属资源的发展与应用带来一些参考意见。

稀土金属;有机配合物;化学发展

前言

稀土金属的命名事实上存在着“历史遗留误会”,这是由于其氧化物发现时间较晚所导致的。事实上,很多稀土元素的地壳存储量也是非常丰富的,即使是数量最少的铥也同银或汞等贵金属一样的普遍。由于我国地大物博且资源多样,所含有的稀土资源更是异常的丰富。在元素周期表当中,稀土金属被划分在ШB族当中,其中所包括的镧系金属拥有f壳层,而绝大多数的稀土元素均处于正三价氧化态。稀土金属与d族过渡金属、主族金属有机配合物有着较大的区别,稀土金属的离子半径更大且配位数更高,更加有利于底物配位与底物活化。从1954年开始,稀土金属有机化学的研究就正式拉开了帷幕,从最开始的无人问津,到后期的蓬勃发展,稀土金属有机配合物化学研究已经发展的愈发成熟,并积累了很多针对的文献资料。

1 三环戊二烯基稀土配合物

在查阅文献资料的过程中,据记载的第一个稀土有机化合物为CP3Ln(其中CP为环戊二烯基,Ln为稀土),然而这两者之间的分子结构却出现了差异性。樊玉国等学者认为,先利用低温X射线衍射,从而得出THF溶剂化的Cp2LnTHF(Ln=Pr,Nd)为单分子结构,其中中心金属的离子配位数为10;以钱长涛带领的部分学者则认为,(CH3CP)3La为四聚体分子结构。其中,侧键含氧原则的取代环戊二烯基稀土配合物:

(CH3OCH2CH2CP2)3Ln(Ln=La,Pr)则是带有废溶剂化性质的单分子结构,离子的配位数同样也随着氧配位的变化而增加到11。

2 环戊二烯基稀土卤化物

环戊二烯基稀土卤化物即为芳基或氧化物以及合成环戊二烯基稀土烷基的“变化前身”。其中,轻稀土元素因受到了镧系元素的收缩,从而导致离子半径和高的配位具有着不饱和的特点,决定了此类元素的稳定性较差。基于此,国内的很多学者都针对环戊二烯基稀土卤化物的稳定化展开了深入的研究。钱长涛等人相继研究出了许多个侨联双环戊二烯新配体,其中包括:CpCH2C4H2OCH2Cp、Cp(CH2)2O(CH2)2Cp、CpC6H4Cp 等等。另外,陈文启等学者也相继开发出了Cp[C(CH3)2]2Cp。除此之外还非常值得一提的是,只要是应用LnCI3同NaCp或是NaCH3Cp来相互反应,那么同样也能够成功的将轻稀土卤化物合成出来。

3 σ键稀土金属有机化合物

σ键稀土金属有机化合物最早出现于1968年,发展到今天为止已经受到了很多研究学者的广泛关注和应用,并且也开始对这类稀土化合物的特点与性能有了较为全面的了解。σ键稀土金属有机化合物当中,二价镱、钐以及铕等元素的衍生物均有芳基或是烷基碘代化合物极其相应的稀土金属所出现的格氏反应所制作和提取出来的。而其他稀土金属的类似化合物所才采用的是金属卤化物以及烷基或者是芳基锂所制作得出的。

通过以上制取方法的掌握基础上,学者们又合成了Sc(C6H6)3,Y(C6H6)3,Li[La(C6H6)4]等相关的化合物。除此之外,学者 Tsutsui和 Ely 还将σ键锕系稀土金属有机化合物等合成方法同时应用到了合成σ键稀土金属有机化合物的研究领域中,具体方法如下:

CP2MCI+LiR→CP2MR+LiCI

4 二价稀土金属有机配合物

众所周知,稀土金属元素的正常稳定价态是+3,+2稀土元素的稳定价态却为Sm2+、Eu2+、Yb2+这三个元素。在最近几年来,国内的众多学者为了能够更加深入的去发现和掌握低价稀土有机配合物的原理和反应,着实花费了很多的研究心思。

首先,沈琪认为,在THF当中,65℃以下采用金属钠还原(t-C4HgC5H4)2SmCI(DME),而后得出二价钐配合物(t-C4HgC5H4)2Sm(DME),经过对晶体结构展开的研究结果表示:Sm2+同两个环戊二烯基,DME当中的两个氧原子相互配位成键。在此基础之上,利用相同的方式就能够得出两个四氢呋喃配位的Yb2+配合物[(t-C4HgC5H4)2Yb·2THF],在加热的状态下,将THF非溶剂化的配合物除去,后者就可以成功将苯乙烯聚合研究出来。

5 结束语

综上所述,在短短的二十多年时间里,我国的烯稀土金属有机化学研究领域就得到了飞速的发展和进步,尤其是针对晶体结构的研究以及配合物合成的研究中得到了突飞猛进的进步。不难看出,在接下来的时间里,我国的金属元素研究人员们会在现有的基础之上取得更大的进展,并且逐渐的将研究重点转换到稀土金属同一氧化碳配合物的合成研究上。除此之外,在未来的研究中,学者们还要严格按照绿色化学的原则来继续前行,尤其是在现代行业对有机金属需求量越来越大的今天,我国在过渡金属的研究当中还存在着非常大的发展和上升空间。笔者相信,在不久的将来,通过国家科研机构、研究学者以及社会各界的共同努力,一定会有越来越多种类的新型金属有机化合物出现在人们的视野当中。

[1]董 艳.金属有机化学的发展及应用[J].胜利油田师专学报,2012,18(4):76~77.

[2]张立新,黄祖恩,周喜庚,马怀柱.细土金属有机化学的发展概况[J].上海化工,2011(6):37~39.

[3]范双双.金属有机化合物在合成中的应用[J].承德民族师专学校,2011(2):6~8.

O641.4

A

1004-7344(2016)11-0269-01

2016-3-25

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