摘要:
这项工作旨在研究具有明确结构的强Lewis酸性金属中心在催化小分子底物CO2还原固定中的能力。将离子对[Cp*2Sc][HB(C6F5)3] 1CIP的溶液或固体样本(其中高度亲电的十甲基钪烯阳离子与潜在反应性氢化物等效源[HB(C6F5)]⁻相关联)暴露于CO2中,选择性地生成离子对[Cp*2Sc][HCO2B(C6F5)3] 2CIP。2CIP的溶液和固态结构分析结果表明,[Cp*2Sc]⁺与[HCO2B(C6F5)3]⁻之间存在离子关联,而非B(C6F5)3与中性Cp*2Sc-甲酸盐形成加合物。在B(C6F5)3共催化剂和过量三乙基硅烷的存在下,从1CIP形成2CIP启动了CO2到CH4的催化脱氧硅烷化反应。通过核磁共振光谱学机制研究了离子对1和2、硼烷共催化剂及硅烷在催化反应中的作用。中间形成的3,3,7,7-四乙基-3,7-二硅-4,6-二氧壬烷产物通过促进[HCO2B(C6F5)3]⁻解离生成2SIP,通过形成分离的离子对[Cp*2Sc(κ2-(Et3SiO)2CH2)][HCO2{B(C6F5)3}n],n = 1, 2,对整体反应速率产生加速效应。DFT计算显示,从1CIP与CO2反应生成2CIP是放热的,且没有显著的能量障碍。这项工作为基础为未来在小型分子化学背景下研究此类反应性离子对奠定了基础。