异金属夹层芳香性三明治化合物的合成及电子结构

南开大学孙忠明组Nat Commun：异金属夹层芳香性三明治化合物的合成及电子结构

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三明治化合物由于其独特的结构以及在烯烃聚合、不对称催化及生物金属有机领域的成功应用引起了广泛的关注。近年来关于这方面的研究也取得了重要进展，例如“不含碳”的纯无机夹心化合物[Ti(P5)2]2-（Science,2002,295,
832-834）；将单原子金属夹心扩展到多原子金属层的[Pd3Tr2Cl3]-（Science,2006,313,
1104-1107）；南开大学材料学院稀土中心孙忠明教授课题组于2015年报道了首例全金属芳香性三明治团簇[Sb3Au3Sb3]3-（J. Am. Chem. Soc.,2015,137,
10954-10957），进一步扩展了芳香性配体的范畴。然而迄今为止，异金属平面夹层的三明治化合物仍未见合成出来。

三明治化合物夹层的发展及代表性例子

近日，孙忠明教授课题组成功制备出一例由芳香性锗团簇和异核夹层[email protected]片段构成的无机三明治团簇化合物{(Ge9)2[η6-Ge(PdPPh3)3]}4-。

{(Ge9)2[η6-Ge(PdPPh3)3]}4-的核心团簇结构及夹层成键

{(Ge9)2[η6-Ge(PdPPh3)3]}4-的电荷分布以及化学键分析

芳香性[Ge9]2-单元作为配体稳定中间的异金属夹层。夹层片段同时包含主族和过渡金属，并以Ge原子为中心构成新颖的平面三角形结构。理论计算表明夹层中心的锗原子为零价，这一新型的零价主族元素稳定机制不同于之前报道的由卡宾配体稳定的零价锗化合物。理论计算结果表明[email protected]中存在三个2c-2e Ge-Pd键，以及与两个Ge9单元之间存在六个2c-2e
Ge-Pd键。Ge9单元和中心Ge原子之间的两个4c-2e键在稳定零价锗方面起主要作用。该化合物是首例具有异核金属夹层的三明治团簇化合物，其固相的成功合成进一步拓展了三明治化合物的边界，表明金属夹层可由不同种类的金属共同构成。这种混合金属夹层或许能够为新型的三明治化合物带来奇特的性质，也为三明治化合物新的应用提供更多机会。

该工作已经在Nature Communications上发表，博士研究生徐红磊为文章的第一作者。

A Sandwich-Type Cluster Containing [email protected] Planar Fragment Flanked by Aromatic Nonagermanide Caps

Hong-Lei Xu, Nikolay V. Tkachenko, Zi-Chuan Wang, Wei-Xing Chen, Lei Qiao, Alvaro Muñoz-Castro, Alexander I. Boldyrev, Zhong-Ming Sun

Nat. Commun.,2020,11, 5286, DOI: 10.1038/s41467-020-19079-z

导师介绍

孙忠明

https://www.x-mol.com/university/faculty/63445

课题组主页

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https://mse.nankai.edu.cn/szm/list.htm