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自Hoffmann提出平面四配位碳(ptC)的概念以来,在理论上预测了很多含ptC的团簇、有机分子和配合物的稳定结构,而且实验上也得到了少数含ptC的团簇和配合物。本论文采用密度泛函理论研究了 2-硼杂环[1.1.0]1(3)丁烯(2BB)衍生物与Nd,Sm和Yb三种镧系金属形成配合物(C3H2BR)LnCl3和(C3H2BR)2LnCl3(R =CH3,OH,Cl 和 N02),以及 1-硼杂环[1.1.0]2(3)丁烯(1BB)和 2-硼杂环[1.1.0]1(3)丁烯(2BB)衍生物作为配体与Sc,Y以及镧系金属形成(bis-lBB)LnCl3和(bis-2BB)LnCl3(Ln = Sc,Y,La,Nd,Sm,Dy,Ho,Yb 和 Lu)配合物的结构稳定性、化学键、芳香性和红外光谱。主要内容如下:1.我们设计了 4种2-硼杂环[1.1.0]1(3)丁烯衍生物C3H2BR(R = CH3,OH,Cl和N02),并利用这四个分子作为配体与LnCl3(Ln = Nd,Sm和Yb)形成(C3H2BR)LnCl3和(C3H2BR)2LnCl3配合物,采用B3PW91方法,得到配合物最稳定的构型。计算结果表明在理论上这几种分子是稳定存在的,并且均包含ptC。通过对配合物分子的结合能进行比较发现(C3H2BR)LnCl3比(C3H2BR)2LnCl3稳定。通过电子拓扑方法(AIM)分析可知,(C3H2BR)LnCl3中Ln-C键的键临界点处的电子密度和拉普拉斯值在0.035和0.110左右,(C3H2BR)2LnCl3的电子密度和拉普拉斯值分别在0.030和0.100左右,说明Ln-C键均是共价键。(C3H2BR)LnCl3和(C3H2BR)2LnCl3配合物在1600cm-1左右处有最强IR峰,对应分子中B-C键的伸缩振动。2.利用B3PW91方法,研究了 1-硼杂环[1.1.0]2(3)丁烯(1BB)和2-硼杂环[1.1.0]1(3)丁烯(2BB)衍生物作为配体与Sc,Y以及镧系金属形成(bis-1BB)LnCl3和(bis-2BB)LnCl3(Ln = Sc,Y,La,Nd,Sm,Dy,Ho,Yb 和 Lu)配合物的结构、稳定性、化学键和芳香性。计算结果表明,bis-1BB和bis-2BB与LnCl3可以形成稳定的镧系金属配合物。在配合物(bis-1BB)LnCl3和(bis-2BB)LnCl3中,Ln-C和Ln-N的键长、电子密度和拉普拉斯值表明该化学键为共价键。其中,(bis-1BB)LnCl3和(bis-2BB)LnCl3(Ln = Sc,Y,La,Sm,Lu)中 Ln-C 和 Ln-N 的键长与(bis-NHC)LnCl3接近,因此,配体bis-1BB和bis-2BB与bis-NHC类似。配合物中三元环和六元环中心的NICS(0)值表明,这些三元环和六元环具有较强的芳香性。特别指出的是包含两个ptCs的(bis-1BB)LnCl3和(bis-2BB)LnCl3配合物的形成在热力学上是稳定的。因此,从理论上得到了一种新型稳定的包含ptC的镧系金属配合物。该研究表明1-硼杂环[1.1.0]1(3)丁烯衍生物和2-硼杂环[1.1.0]1(3)丁烯衍生物可以与f区金属之间通过σ-给电子的相互作用形成稳定的配合物,而且在理论上预测了两类含ptC稳定的镧系金属配合物。