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低价低配位锗化合物是主族化学研究领域的重要分支,也属于无机合成领域的热点课题。经典的β-二亚胺配体以其独特的电子和空间效应,对稳定此类化合物起到了核心的作用。在本课题组此前的工作中,报道了一例新型β-二亚胺4[MeC(PhCNDip)2H;Dip = 2,6-iPr2C6H3]。它集螯合配位、电子共轭效应、大取代基保护效应等优点于一身,更独特的性质是完全避免了骨架丢质子的可能性。本论文选取8-二亚胺4配位的氯代锗卡宾6[MeC(PhCNDip)2GeC1]为前体化合物,寻求合成锗卡宾、锗自由基和锗负离子等结构更加新颖的低价低配位化合物。通过用钠还原氯锗宾6,分离到新一例β-二亚胺锗自由基7[MeC·(PhCNDip)2Ge],其中自由基单电子主要分布在β-二亚胺配体的氮原子和碳原子之间,锗原子以二配位卡宾的构型键合于两个氮原子之间。氯锗宾6与NaN3发生取代反应,以高产率合成了β-二亚胺叠氮锗卡宾8[MeC(PhCNDip)2GeN3]。化合物8的GeN2C3环不是平面的,与Ge相连的三个氮原子呈直线型结构。通过用钠还原β-二亚胺叠氮锗卡宾8和11[PhC(PhCNDip)2GeN3]得到了两例非对称双锗卡宾 10 LGe-GeL’(L = MeC(PhCNDip)2,L’ = MeC(PhC)2NDip)和 12 L"Ge-GeL"’(L" = PhC(PhCNDip)2,L"’ = PhC(PhC)2NDip),两例双锗卡宾均采取反式弯折的结构,其中GeN2C3六元环微微褶皱,GeNC3五元环接近平面。锗锗键为单键,每个锗原子上含有一对孤对电子。通过用锂还原β-二亚胺氯代锗卡宾6,成功地制备出新一例锗卡宾负离子 13 L’GeLi(THF)2(Et20)(L’ = MeC(PhC)2NDip)。GeNC3 五元环接近平面,且首次观察到锂离子以端配的方式配位到锗卡宾负离子上。超大体积氨基钾16ipr3Si(Dip)NK的晶体结构表明它是链状聚合物。X-射线单晶衍射和核磁共振确认了它们的分子结构。综上所述,新型β-二亚胺自由基锗卡宾7的自由基单电子主要分布在NC3N骨架上,而文献中仅有的一例低配位锗自由基中自由基单电子是分布在锗原子上的。以高产率制得了叠氮锗卡宾8。化合物10和12是首次用还原的方法一步得到非对称的双锗卡宾。在化合物13中首次观察到锂离子以端配的方式配位到锗卡宾负离子上。通过对以上化合物的合成探索,不仅加深了人们对低价低配位锗化合物成键方式的理解,也为后续的研究工作打下了坚实的基础。