苯环型一金属络合物
同修 / 2022-07-22
苯环型一金属络合物
这里那些含有苯和苯同系的碳环多半是最重要的。奇怪的是早在1919年就已经制得第一个含(h6-C6H6)M的化合物,但是它们真正的面貌只是最近35年才认清。海姆(Hein)首先用CrCl3同C6H5MgBr反应得到了一系列铬的芳烃化合物;海姆(Hein)把它们看成是“多苯铬”(Poly phenylchromium)化合物,即(Ph)nCr0,1+其中n=2,3,或4。实际上,它们含有联接C6H6和C6H5-C6H5基的夹心结构,例如(23-XV)。
由CrCl3的格氏反应也制得了典型中性化合物:双苯铬(C6H6)2Cr(23-XVI),但是,对其它金属广为应用的更有效的方法是以铝粉作还原剂、卤素作接受体以及AlCl3作弗瑞迪-克莱福特型活化剂的条件下让芳香的碳氢化合物同过渡金属卤化物直接反应。虽然对铬来讲直接生成中性物种,但是通常的步骤是用稀酸水解反应混合物,这时得到(C6H6)2Cr+、[(CH3)3C6H3]2Ru2+等阳离子。有些场合,这些阳离子可以被像次磷酸这样的还原剂还原成中性分子。
双苯铬形成暗棕色结晶,对空气它比二茂铁敏感得多,它和二茂铁是等电子体;它经受不住芳香的取代反应条件。X-射线和电子衍射对双苯铬和其它芳烃络化合物的测定指出C-C键长是等价的。和h5-C5H5化合物一样,已经制得了许多仅具有一个芳烃环的络合物,例如,
回流
C6H5CH3+Mo(CO)6——>C6H5CH3Mo(CO)3+3CO C6H6+Mn(CO)5Cl+AlCl3——>C6H6Mn(CO)3+AlCl4-
第三种方法是含有双取代乙炔的环化反应,用这种方法可制得一些苯基型络合物,即
(C6H5)2Mn+6CH3C=CCH3→[C6(CH3)6]2Mn
目前已经知道了一些关于V、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh和Ir的双苯基络合物。然而,其中没有一个是十分稳定的并且有任何重大意义的化学,在那里它们保持原样。象(C6H6)Mo(CO)3(23-XVII)那种单苯基金属三羰基化合物,一般来讲是更稳定的。
其它碳环衍生物到目前为止,制得的(C3R3)M化合物仅是那些含有(C3Ph3)同镍化合的化合物。它们已由下列反应制得:
py
Ni(CO)4+C3Ph3X→(h3-C3Ph3)Ni(CO)2X→
(h3-C3Ph3)NiXpy2·py
X-射线结晶学的研究已经确认了(C3Ph3)Ni键合具有对称的三齿特点。
很清楚,环丁二烯C4H4在自由状态是反芳香基和不稳定的,但是,由于它键合到具有合适电子结构的金属原子而能被稳定。代甲基镍化合物是第一个按图23-12方法制得的这样的化合物。
在特定的条件下,二苯乙炔和Fe3(CO)12相互作用可得到Ph4C4Fe(CO)3络合物,共中本质上有一个正方碳环连接到铁。还有另一个很好被证明的例子是双核钼的络合物(23-XVIII)。
七员环的络合物很少而且不太稳定,它们是间接地制取而不是通过C7H+7。例如,
C7H8Mo(CO)2+(C6H5)3C+BF4-——>h7-C7H7Mo(CO)+3 BFi-4+(C6H5)3CH
核磁共振研究表明在[C7H7Mo(CO)3]+中的七个氢原子是相同的。h7-C7H7Mo(CO)2(C6H5)中环的对称的键合已被结晶学所证明。
已经指出,环辛烯分子本身不是芳香族的,但它却生成许多络合物,其中仍保留它那种聚烯型的特点。然而有些分子中它是作为一个平面的芳香型的配位体,换句话说,这时能把它看成是C8H28-离子(即芳香型10个电子体系)连结到一个足够大的金属原子上从而有效地同这样大的环重叠在一起。已知的化合物为(C8H8)2U和(C8H8)2Th,并且用X-射线衍射证实了芳烃一金属的特性。用5f轨道的参与成键来解释这些锕系络合物的金属
到环的键合。d区金属的对称C8H8-M键合的唯一例子是在
(C8H8)3Ti2中发现的。其结构23如图23-13所示。到C8H8环中心的键合,在这里是十分特殊的,而且还没有详细分析过。