新型含中性吡咯配体稀土金属有机配合物的合成方法、成键及性能研究

Organo Rare-earth metal complexes containing neutral arene ligands have been reported. However, organo rare-earth metal amides, alkyls complexes with neutral arenes as supported ligands were less studied. Pyrrole, as an isoelectronic analogous to cyclopentadienyl anion, chemistry of organo rare-earth metal amides, alkyls and hydrides with the neutral pyrroles as supporting ligands in the constrained geometry architecture are scarely developed in comparison with that of organo rare-earth metal complexes with cyclopentadienyl ligands. This project aims to search for the synthetic methods, reactivity and property of organo rare-earth metal amides, alkyls, and hydrides with neutral pyrroles as supporting ligands in the constrained geometry architechture. The electronic and steric effects on the bonding of the neutral pyrroles with rare-earth metals, reactivity and catalytic applications for C-N, C-P and C-C bond formation of the novel rare-earth metal complexes with the neutral pyrroles in the constrained geometry architecture will also be studied. It is expected that the synthetic methods for the Pi-bonded neutral pyrroles as ligands, new reactivity and new catalysts for applications in organic synthesis will be developed with the accomplishment of the project.

含中性芳烃稀土金属有机配合物已有报道，但是含中性芳烃配体的稀土金属有机胺基、烃基配合物的合成及反应性研究较少。中性吡咯作为环戊二烯基配体的等电子体，与含环戊二烯基配体稀土金属有机配合物相比，含中性吡咯配体稀土金属有机配合物研究极少，含中性吡咯配体限制几何构型稀土金属胺基、烃基及氢化物的合成、成键及性能研究未见文献报道。本项目拟系统开展含中性吡咯配体限制几何构型稀土金属胺基、烃基及氢化物合成方法，成键及性能研究，探索出含中性吡咯配体限制几何构型稀土金属胺基、烃基等类型配合物的有效合成方法，研究配体取代基电子、立体因素对成键的影响，研究含中性吡咯配体限制几何构型稀土金属胺基配合物、烃基配合物与有机小分子的反应性及其在催化C-N、C-P、C-C键形成反应中的应用。通过项目研究可望探索出该类新型稀土金属有机配合物的合成方法，成键规律，新反应性及发展新型催化剂，为开发我国丰富稀土金属资源提供理论基础

中性吡咯是一种富电子的杂环化合物，在给电子溶剂的存在下，它很难以pi-键形式与稀土金属成键，因此关于含中性吡咯配体稀土金属烃基、胺基配合物的合成方法、反应性及催化性能没有系统性研究。设计合成了多种不同类型的含中性吡咯配体，通过开展这些配体与稀土金属胺基化物及烃基化物的反应：1）建立了不同类型含中性吡咯配体稀土金属双胺基配合物、双烃基配合物、单烃基配合物的合成方法；2）研究了不同类型含中性吡咯配体稀土金属胺基配合物、烃基配合物与有机小分子如碳化二亚胺、Me3SiCN及单质硫等的反应性，建立起新合成的含中性吡咯配体稀土金属双胺基配合物、双烃基配合物与有机小分子的反应模型。首次研究了含中性吡咯配体稀土双胺基配合物与Me3SiCN的反应性，并分离得到首例含桥连双中性吡咯与镧pi-配位的配合物；首次发现了单质硫(S8)对中性吡咯官能化beta-二亚胺配体稀土金属双烃基配合物中beta-二亚胺配体骨架次甲基C-H的氧化反应，获得了一类新型含硫beta-二亚胺配体的稀土金属配合物；3）发展了多种含中性吡咯配体稀土金属配合物催化小分子转化反应的高效催化剂。