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南科大夏海平教授团队Chem. Rev.:金属杂芳香化学——历史与发展

来源:南方科技大学      2020-11-02
导读:南方科技大学夏海平教授团队近期在期刊Chem. Rev.上发表了题为“Metallaaromatic Chemistry: History and Development.”的综述文章,全面总结了金属杂芳香化学领域的研究进展,并对该领域未来的发展方向进行了展望。

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自从1979年诺贝尔化学奖获得者霍夫曼首次提出金属杂芳香化合物的概念以来,金属杂芳香化学得到了蓬勃发展。金属杂芳香化合物是芳环中含有金属原子的特殊芳香化合物,它们不仅丰富了芳香化合物的种类,还拓宽了人们对芳香性的认知,吸引了不同领域科学家们的广泛关注。

南方科技大学夏海平教授团队在该领域取得了突出贡献,他们近期在期刊Chem. Rev.上发表了题为“Metallaaromatic Chemistry: History and Development.”的综述文章,引用参考文献570篇,篇幅达93页,全面总结了金属杂芳香化学领域的研究进展,并对该领域未来的发展方向进行了展望。这是该期刊近二十年来在金属杂芳香化学领域所刊登的首篇文章。

文章提到,金属杂芳香化合物与传统的有机芳香化合物有很大的不同:金属杂芳香化合物是金属d轨道(或f轨道)参与了π共轭体系的特殊的金属有机配合物,具有价态可变、配体丰富、金属中心配位方式多样等特点,这导致它们具有特殊的物理和化学性质。目前,金属杂芳香化合物主要包含金属杂苯、金属杂苯炔、含主族杂原子金属杂芳香化合物、金属杂环戊二烯双负离子、碳龙化合物和金属杂螺芳香化合物等六大类(图1),它们的母体有机物可以是芳香性,非芳香性,甚至是反芳香性的。

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1. 六类典型的金属杂芳香化合物.

文章从金属杂芳香化合物的常用芳香性判据出发,对于每类金属杂芳香化合物,都选取了具体的代表性物质,从结构判据、电磁性判据和理论判据等多方面全方位地阐明了它们的芳香性,讨论了它们的芳香性来源。此外,文章还详细总结了这六类金属杂芳香化合物的合成方法、反应性及应用。值得一提的是,在该领域以前的综述文章中,往往只包含过渡金属杂芳香化合物,而该文章则将主族金属杂芳香化合物也囊括其中。

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除了对已有成果进行了总结,文章还详细讨论了该领域所面临的问题,并对未来的研究方向进行了展望。例如文章提到,金属杂苯、金属杂苯炔和碳龙化合物目前还主要局限于后过渡系贵金属,如何将金属扩展到前过渡及第一过渡系仍然具有非常大的挑战性;特别是相对于合成及反应性研究,金属杂芳香化合物的应用研究仍然很少。文章指出,金属杂芳香化合物既有金属有机化合物的特性,又属于芳香化合物,因此它们在催化和材料领域将具有巨大的应用潜力,是后续值得重点关注的研究方向。

南方科技大学陈大发副研究员为论文第一作者,华煜辉博士为论文第二作者,夏海平教授为论文唯一通讯作者,南方科技大学为论文第一完成单位。该项目受到国家自然科学基金、广东省催化化学重点实验室和科技部国家重点研发计划的大力资助。

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00392



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