大家好,今天给大家分享的是发表在 Journal of the American Chemical Society (JACS) 上的研究工作:“A Dicerium(IV) Nitride Complex with a Linear CeNCe Core Stabilized by Bulky Cyclohexyltriamide Ligands”。
核心速览
镧系金属氮化物由于 4f/5d 轨道与氮 2p 轨道空间重叠较差且能量不匹配,合成与分离极其困难,长期以来相关分子实例极为罕见。本研究将一种新型刚性大位阻环己基三酰胺配体 [TachDMBS] 引入镧系化学中,成功分离出了首例不含任何碱金属离子相互作用、具有直线型 Ce-N-Ce 核心的双铈(IV)氮化物配合物。
通过单晶 X 射线衍射与量子化学计算表明,该直线型配合物中的 Ce-N 键表现出显著的多重键特征(包含两条二中心二电子 σ 键和两条正交的三中心二电子 π 键),从而凸显了强配体协同稳定不稳定金属-氮多重键核心的关键作用。
图文解读
图1:系列镧系配合物的合成路线图。详细展示了从氯代前驱体出发,经碘化、烷基化制备双铈金属杂环,最终通过去质子化与重质子化反应构筑双铈氮化物及氧桥连同系物的完整路径。
图2:关键金属配合物的单晶 X 射线衍射分子结构。直观呈现了碘桥连配合物、金属杂环以及带有直线型 Ce-N-Ce 核心的阴离子氮化物和氧桥连同系物的空间几何构型。
图3:直线型双铈氮化物阴离子中关键分子轨道的立体分布。通过自然键轨道与前沿轨道分析,揭示了 Ce-N 氮化物键中 σ 成键轨道与 π 成键轨道的成键特征与电子布居情况。
总结展望
本研究成功开发并引入了一种新型环己基三酰胺配体 [TachDMBS],克服了镧系氮化物合成中的长期挑战,成功分离并表征了首例不含碱金属稳定作用的线性 Ce-N-Ce 核心双铈(IV)氮化物配合物。计算分析明确证实了该核心中金属-氮多重键的成键特性,并证明了配体设计在稳定高反应活性稀土多重键物种中的核心作用,为拓展 f 嵌段元素化学及新型金属多重键体系的构建提供了重要的分子学范例。
作者与单位
作者:Zhou Wu, Yan Tang, Chenyan Cao, Siyu Zhao, Xinhao Ma, Chenhao Cai, Junru Ding, Xiao Li, Tingting Li, Weiguo Zhu, Haijun Li, Lijie Liu, Hongnan Jia, Laurent Maron, Jingzhen Du
通讯单位:Zhengzhou University; Henan Agricultural University; Université Paul Sabatier, France
原文信息
标题:A Dicerium(IV) Nitride Complex with a Linear CeNCe Core Stabilized by Bulky Cyclohexyltriamide Ligands
期刊:Journal of the American Chemical Society (JACS)
年份:2026年
DOI:10.1021/jacs.6c11290