焦 銳,王 英,姚英明,沈 琪
(1.連云港師范高等專科學(xué)校,江蘇連云港 222006;2.蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院,江蘇蘇州 215123)
近年來(lái),β-二酮亞胺基作為一類茂基陰離子的替代物,在主族和過(guò)渡金屬配合物以及稀土金屬有機(jī)化學(xué)中顯示出較大的應(yīng)用價(jià)值,并且已經(jīng)合成了一系列的單-β-二酮亞胺基稀土金屬配合物[1],均配型的三-β-二酮亞胺基稀土金屬配合物[2]及二-β-二酮亞胺基稀土金屬配合物[3],他們?cè)诖呋恍O性和非極性單體的聚合反應(yīng)以及有機(jī)小分子反應(yīng)上表現(xiàn)出良好的催化活性。研究發(fā)現(xiàn),β-二酮亞胺基稀土配合物的反應(yīng)性能受到中心金屬離子半徑和配體空間效應(yīng)的影響,其催化活性可以改變[2],或發(fā)生不同配體自脫質(zhì)子反應(yīng)[4],或配體氧化偶聯(lián)反應(yīng)[5]。到目前為止,二價(jià)的β-二酮亞胺基稀土金屬配合物的研究報(bào)道較少。
Scheme 1
本文報(bào)道 1,5-二甲基-2,4-二-(2,6-二異丙基苯基)-2-異戊烯基鈉(L2,6-iPrNa)與 YbCl3按 1 ∶1在 THF 中反應(yīng)制得 YbL2,6-iPrCl2·2THF(1);1 在THF中于55℃經(jīng)Na/K還原,甲苯結(jié)晶合成了一個(gè)新型的含有三氯橋的混價(jià)雙核的配合物——(YbL2,6-iPr)2(μ-Cl)3·2THF(2,Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR,X-射線單晶衍射和元素分析表征。
Magna-550型紅外光譜儀(KBr壓片);Carlo Erba 1110型元素分析儀;Brucker Smart 1000型四圓衍射儀。
無(wú)水YbCl3按文獻(xiàn)[6]方法制備;其余所用試劑均為分析純或化學(xué)純,用前均經(jīng)純化和無(wú)水無(wú)氧處理;THF用前經(jīng)二苯甲酮-鈉回流至藍(lán)紫色蒸出。
在經(jīng)脫水脫氧沖氬處理過(guò)的反應(yīng)瓶中加入YbCl32.16 g(7.73 mmol)和 THF 20 mL,攪拌下加入 L2,6-iPrNa 53 mL(7.73 mmol),于室溫反應(yīng) 12 h。離心除去沉淀,濾液濃縮后于-20℃冷凍結(jié)晶制得紅色片狀晶體1 5.54 g,產(chǎn)率93%。
在脫水脫氧沖氬處理過(guò)的反應(yīng)瓶中加入1 0.77 g(0.96 mmol)和 THF 25 mL,攪拌使其溶解;加入 Na/K 合金[n(Na)∶n(K)=9∶1]50 mg,于55℃反應(yīng)48 h(溶液從紅色變成棕黑色,Na/K合金消失),離心除去不溶物,濾液抽干后加入適量甲苯加熱溶解,靜置結(jié)晶制得黑紅色晶體 2 0.76 g,產(chǎn)率 55%;IR ν:1 836,1 744,1 678,1 647,1 516,1 462,1 018,780 cm-1;Anal.calcd for C66H98N4O2Cl3Yb2:C 55.37,H 6.85,N 3.91;found C 55.17,H 6.35,N 3.45。
將2 單晶(0.8 mm ×0.6 mm ×0.3 mm)在氬氣保護(hù)下封入經(jīng)脫水脫氧處理的玻璃毛細(xì)管中,置衍射儀上作晶體分析,采用石墨單色化的Mo Kα 輻射(λ =0.710 75 ?),于293(2)K 以 ω -2θ掃描方式在 3.18°≤θ≤25.35°收集 12 466 個(gè)衍射點(diǎn),其中獨(dú)立衍射點(diǎn)697個(gè)。晶體結(jié)構(gòu)采用Fourier技術(shù)由直接法解出(SHELXS-97),數(shù)據(jù)經(jīng)Lorentz和極化效應(yīng)校正。非氫原子經(jīng)各向異性修正(SHELXS-97),氫原子按理論家氫的方法產(chǎn)生,并參加最后一輪修正。
本文以 L2,6-iPrNa 替代文獻(xiàn)[7]方法中的 L2,6-iPrLi與YbCl3反應(yīng)合成1,反應(yīng)條件更加溫和,反應(yīng)速度加快,后處理方便,產(chǎn)率提高。
由于2比較活潑,未能測(cè)得熔點(diǎn)。2的IR分析指出,在1 516 cm-1處出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰為C=N的特征吸收峰,1 018 cm-1附近出現(xiàn)THF的特征吸收峰,1 462 cm-1附近出現(xiàn)苯環(huán)的拉伸振動(dòng)吸收峰。
2的晶體學(xué)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1,重要的鍵長(zhǎng)和鍵角見(jiàn)表2,晶體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
表1 2的晶體學(xué)參數(shù)Table 1 Crystal data and refinement details of 2
圖1 2的分子結(jié)構(gòu)圖Figure 1 Molecular structure of 2
表2 2的部分鍵長(zhǎng)和鍵角Table 2 Selection bond lengths and angles of 2
從表1和圖1可見(jiàn),2是一個(gè)雙核結(jié)構(gòu),單斜晶系,兩個(gè)鐿離子間以三氯橋相連,每個(gè)鐿離子周圍都和一個(gè) β-二亞胺基 L2,6-iPr,三個(gè) Cl-和一個(gè)THF溶劑分子配位,配位數(shù)為6。核中每個(gè)中心鐿離子的幾何構(gòu)型可描述為扭曲的八面體,N(1)-Yb(1)-N(2),N(2)-Yb(1)-Cl(1),Cl(1)-Yb(1)-Cl(2)和Cl(2)-Yb(1)-N(1)的鍵角分別為 79.9(2)°,102.63(16)°,79.26(9)°和 98.53(16)°,之和為 360.32°,說(shuō)明N(1),N(2),Cl(1)和 Cl(2)在同一平面。Cl(3)-Yb(1)-O(1)鍵角為160.84(15)°,構(gòu)成扭曲八面體的兩個(gè)頂點(diǎn)。N(3)-Yb(2)-N(4),N(4)-Yb(2)-Cl(3),Cl(3)-Yb(2)-Cl(1)和Cl(1)-Yb(2)-N(3)的鍵角分別為79.5(2)°,101.68(16)°,78.00(8)°和100.92(16)°,之和為 360.1°,說(shuō)明N(3),N(4),Cl(1)和Cl(3)在同一平面,Cl(2)-Yb(1)-O(2)鍵角為153.68(16)°,是另一個(gè)扭曲八面體的兩個(gè)頂點(diǎn)。從表2可見(jiàn),Yb(1)-N(1),Yb(1)-N(2),Yb(2)-N(3)和Yb(2)-N(4)的鍵長(zhǎng)分別為2.348(6)?,2.353(6)?,2.372(6)? 和2.369(6)?,Yb-N鍵的平均鍵長(zhǎng)為2.361 ?。在二價(jià)鐿配合物 L2,6-iPrYb(Me - Cp)·THF,L2,6-iPrYb(C9H7)·TH 和 L2,6-iPrYb(OAr)· THF[8]中,Yb -N鍵的平均鍵長(zhǎng)分別為 2.371 ?,2.361 ? 和 2.388 ?。而同樣具有三氯橋的三價(jià)鐿配合物L(fēng)2,6-iPrYbCl(μ-Cl)3L2,6-iPrYb(THF)2[7]中的 Yb -N 的平均鍵長(zhǎng)為2.282 ?,與2中的Yb-N的平均鍵長(zhǎng)具有顯著差別。因此,雖然2中兩個(gè)鐿離子周圍有5個(gè)單陰離子,從電荷平衡上可認(rèn)為中心金屬帶2.5個(gè)單位的正電荷,但分析平均鍵長(zhǎng)的數(shù)據(jù),中心稀土金屬離子偏向二價(jià)。
[1]Bourget-Merle L,Lappert M F,Severn J R.The chemistry of β-diketiminatometal complexes[J].Chem Rev,2002,102(9):3031 -3065.
[2]Mingqiang Xue,Rui Jiao,Yong Zhang,et al.Syntheses and structures of tris-β-diketiminate lanthanide complexes and their high activity for ring-opening polymerization of ε-caprolactone and L-lactide[J].Eur J Inorg Chem,2009:4110-4118.
[3]Xiaodong Shen,Mingqiang Xue,Rui Jiao,et al.Bis(β-diketiminate)rare-earth-metal borohydrides:Syntheses,structures,and catalysis for the polymerizations of L-lactide,ε-caprolactone,and methyl methacrylate[J].Organometallics,2012,31:6222 -6230.
[4]Rui Jiao,Mingqiang Xue,Xiaodong Shen,et al.Deprotonation of β-diketiminate in sterically demanding β-(diketiminato)-lanthanide complexes:Influence of lanthanide metals[J].Eur J Inorg Chem,2011:1448 -1453.
[5]Rui Jiao,Xiaodong Shen,Mingqiang Xue,et al.New reaction of β-diketiminatoeuropium complex:Sterically induced oxidation-coupling of β-diketiminato ligandsw[J].Chem Commun,2010,46:4118 -4120.
[6]Taylor M D,Carter C P.Preparation of anhydrous lanthanide halides,especially iodides[J].J Inorg Nucl Chem,1962,24(2):387.
[7]Yingming Yao,Yong Zhang,Qi Shen,et al.Synthesis,reactivity,and structure of mixed-ligand ytterbium complexes supported by β-diketiminate[J].Organometallics,2002,21:819 -824.
[8]Yingming Yao,Yong Zhang,Zhenqin Zhang,et al.Synthesis and structural characterization of divalent ytterbium complexes supported by β-diketiminate ligands and their catalytic activity for the polymerization of methyl methacrylate[J].Organometallics,2003,22:2876-2882.