近年来,稀土金属配合物一直广受人们的关注,各种类型的稀土金属配合物被广泛应用于催化、电池和荧光等领域。其中,优异的稀土金属烷基配合物具有独特的反应活性,不仅可以活化多种小分子,还能够高活性、高选择性地催化乙烯基单体配位聚合和开环聚合等反应。
功能纺织品与先进材料研究院的潘昱老师长期致力于稀土烷基金属配合物的合成和催化性能研究,近年来基于噁唑啉配体合成了多种稀土烷基金属配合物,并探究了其在烯烃配位聚合和环内酯开环聚合领域的性能,取得了一系列进展(Dalton Trans., 2018,47,13815;Dalton Trans., 2019,48, 3583;Dalton Trans., 2019,48, 9079;New J. Chem., 2020,44, 121)。近日,在前期工作的基础上,他们将噁唑啉配体进一步拓展,成功实现了联苯二胺噁唑啉稀土金属(Sc, Y)烷基配合物的合成。由于联苯σ-键的扭转性,联苯二胺噁唑啉Sc配合物能够与苯胺、硫、硒和硼盐实现单中心结构的四配位、五配位和六配位的配合物,展现了联苯二胺噁唑啉配体灵活的配位能力。
图1 联苯二胺噁唑啉稀土金属配合物的合成
图2 Sc配合物活化多种小分子
此外,作者进一步探究了四齿稀土金属烷基配合物的催化性能,选取了配合物1‒4催化外消旋丙交酯(rac-LA)的开环聚合。所有的Sc和Y配合物均能高活性地实现LA的开环聚合,所得PLA的杂同选择性(Pr)为0.65‒0.71。相对于Sc配合物,Y配合物由于较大的离子半径中心,具有更好地催化活性,15 min就能实现LA的几乎完全转化。增大单体的投料比至1200时,TOF值最高是3204 h-1。由于分子内的“反咬”,所得PLA中大部分为环状结构。近期,该工作以封面文章的形式发表于美国化学会《无机化学》杂志上(Inorg. Chem., 2022,61, 18828)。该杂志创刊于1962年,为无机化学领域旗舰期刊,自然指数(Nature Index)期刊。
图3 文章TOC和封面图