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过渡金属卡拜化合物因其特殊的成键性质以及在金属有机合成和催化反应中的重要作用而引起人们的研究兴趣,特别是这类配合物与炔烃复分解反应相关。然而,迄今为止,炔烃复分解反应的催化剂还仅限于前过渡金属的卡拜配合物或其前体。而对于烯烃复分解反应,Grubbs型的后过渡金属钌的卡宾配合物却是高效的催化剂,并在催化反应中表现出与前过渡金属催化剂互补的性质。因此,钌和锇的卡拜配合物化学的研究将有助于探索后过渡金属卡拜配合物作为炔烃复分解反应催化剂的可能性。本论文合成和表征了一系列钌、锇烯基卡拜配合物,并考察了部分配合物的金属有机化学性质。论文分为以下五个部分: 第一章为绪论,结合本论文研究的内容简要介绍了卡拜配合物的研究进展,包括合成方法及反应性质,并阐述了本论文的设想。 第二章主要考察了钌、锇烯基卡拜化合物的合成。OsH2Cl2(PCy3)2与HC≡CC(OH)Ph2在室温及60℃条件下反应分别生成原子氢配位的γ-羟基卡拜配合物OsHCl2(≡CCH2C(OH)Ph2)(PCy3)2(2-1)和原子氢配位的烯基卡拜OsHCl2(≡CCH=CPh2)(PCy3)2(2-2)。2-1和2-2在氯化氢乙醚溶液的作用下都可转化为三氯配位的烯基卡拜OsCl3(≡CCH=CPh2)(PCy3)2(2-3)。更为简便的是,可通过OsH2Cl2(PCy3)2与HC≡CC(OH)Ph2在氯化氢乙醚溶液存在下反应,由一锅法直接合成烯基卡拜配合物2-3。而OsH2Cl2(PCy3)2与HC≡CC(OH)MePh和萘乙炔的反应,只能得到原子氢配位的卡拜配合物OsHCl2≡CCH=CMePh)(PCy3)2(2-5)和OsHCl2(≡CCH2Naph)(PCy3)2(2-6)。 OsCl3(≡CCH=CPh2)(PCy3)2也可通过OsCl3(≡CCH=CPh2)(PPh3)2与PCy3的配体取代反应来制备,在反应过程中可分离得到单个PPh3配体被PCy3取代的产物OsCl3(≡CCH=CPh2)(PCy3)(PPh3)(2-4)。但是, RuCl3(≡CCH=CPh2)(PPh3)2与 PCy3的配体取代得到的是RuCl3(≡CCH=CPh2)(PCy3)2(2-7)、 RuCl3(≡CCH=CPh2)(PPh3)(PCy3)(2-8)及RuCl3(≡CCH=CPh2)(H2O)(PCy3)(2-9)(比例约8∶1∶1)的混合物。 第三章研究了锇烯基卡拜配合物的金属有机化学性质。OsCl3(≡CCH=CPh2)(PCy3)2可与水及吡啶发生配体取代反应,分别生成水或吡啶配位的单膦卡拜配合物OsCl3(≡CCH=CPh2)(PCy3)(S)(S=H2O,3-1;S=Py,3-2)。OsCl3(≡CCH=CPh2)(PCy3)2与HBF4反应得到了离子型的五配位的16-电子烯基卡拜配合物[OsCl2(≡CCH=CPh2)(PCy3)2](BF4)(3-3)。OsCl3(≡CCH=CPh2)(Py)(PCy3)(3-2)吡啶存在下与AgOTf反应生成离子型产物[OsCl2(≡CCH=CPh2)(PCy3)Py2]OTf(3-4)。3-4可被Cs2CO3去质子化而转化为亚丙二烯基配合物OsCl2(=C=C=CPh2)(PCy3)Py2(3-5)。此外,还考察了2-3与NaOEt及EtOH的反应。2-3与NaOEt在室温下反应可得到锇烯基卡宾配合物OsCl2(≡CCH=CPh2)(PCy3)2(3-6),而3-6在溶液中不稳定,可完全转化为热力学稳定的原子氢配位的卡拜2-2。2-3与EtOH需在加热条件下才可反应,生成的是原子氢卡拜2-2。化合物3-6是Grubbs型的钌卡宾RuCl2(=CHR)(PR3)2对应的锇的相似物,目前尚未见报道。 第四章合成了一系列三偏磷酸根(P3O93-)为支撑骨架的钌、锇金属起始物,并尝试合成相应的卡拜配合物。RuCl2(PPh3)3与(PPN)3(P3O9)(PPN=N(PPh3)2阳离子)室温下在二氯甲烷或丙酮中反应,分别得到[Ru(P3O9)(PPh3)3](PPN)(4-15)和[RuCl(P3O9)(PPh3)2](PPN)2(4-16),OsCl2(PPh3)3与(PPN)3(P3O9)室温下于二氯甲烷中反应得到[Os(P3O9)(PPh3)3](PPN)(4-17)。化合物4-15和4-16与PhC≡CH或HC≡CC(OH)Ph2反应分别生成了[Ru(P3O9)(=C=CHPh)(PPh3)3](PPN)(4-18)和[Ru(P3O9)(=C=C=CPh2)(PPh3)3](PPN)(4-19)。[RuCl2(p-cymene)]2与(PPN)3(P3O9)反应,得到[Ru(p-cymene)(P3O9)](PPN)(4-20),化合物4-20与PCy3配体在不同温度下反应分别得到[Ru(η4-cymene)(PCy3)(P3O9)](PPN)(4-21),[RuH(PCy3)(P3O9)](PPN)2(4-22)和[Ru(P3O9)(PCy3)2(CO)](PPN)(4-23)。此外,还通过化合物OsCl3(≡CCH=CPh2)(PR3)2(R=Ph; Cy)与(PPN)3(P3O9)通过配体取代制各了离子型卡拜配合物[OsCl(P3O9)(≡CCH=CPh2)(PR3)](PPN)(R=Ph,4-25; Cy,4-26),而RuCl3(≡CCH=CPh2)(PPh3)2与(PPN)3(P3O9)的反应则是得到了卡拜配体水解的产物[Ru(P3O9)(PPh3)2(CO)](PPN)(4-24)。 第五章总结了本论文研究工作的主要内容。