《Journal of Organometallic Chemistry》:Chemistry of Organotin(IV) Compounds and Their Catalytic Applications
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有机锡(IV)化合物在合成、结构多样性及催化应用方面具有重要研究价值。其合成方法包括缩合法和基于三乙基胺的途径,形成从单体到四核的多结构体系。作为路易斯酸催化剂,这类化合物在有机反应中表现出协同效应,尤其在调控反应活性和机理方面具有独特优势,为替代传统过渡金属催化剂提供了新思路。
马尼什·库马尔
印度理工学院卡尔拉格普尔分校化学系,印度卡尔拉格普尔
摘要
本文全面研究了有机锡(IV)化合物及其相关化学性质。首先详细介绍了它们的合成方法、结构和几何形态,重点探讨了配位化学以及结构变化对其反应性的影响。后续章节进一步分析了有机锡(IV)化合物的合成方法和结构多样性,列举了从单核到多核(包括二核、三核和四核)化合物的实例。研究表明,有机锡(IV)化合物在形成不同核结构的方面具有很高的灵活性。这些核结构和配位数对其催化活性具有重要影响。此外,本文还探讨了有机锡(IV)化合物在各种有机转化反应中的催化应用,强调了它们作为催化剂的作用。
引言
过去几十年里,人们对第14族元素的化学性质进行了大量研究。第14族元素能够与碳形成共价键,从而生成有机金属化合物。随着材料成本的降低以及第14族元素在地球上的丰富储量,这些化合物在研究中的应用变得越来越普遍。此外,这些元素的低毒性也增加了它们的吸引力。研究人员利用第14族元素化合物成功激活了H?、CO?、NH?、BH?、酮类和烯烃等小分子[1]。第14族化合物的这种激活能力在多种合成过程中具有重要意义。如今,研究者们还在探索p区元素化合物作为过渡金属化合物替代品的潜力[2]。传统上,过渡金属配合物被用作催化剂,但人们对第14族元素化合物作为替代品的兴趣日益增加。第14族元素(尤其是锡)具有许多优点,如氧化还原活性、惰性对效应、多核性以及配位能力,使其成为理想的催化剂候选者。例如,配体的作用方式会增强或减弱锡作为催化中心的效率。近年来,有机锡(II)化合物在活化小分子、氧化加成、还原消除和σ-迁移反应中的应用备受关注;而有机锡(IV)化合物则主要作为路易斯酸催化剂用于有机转化反应,相关研究相对较少[3][4][5]。因此,我们在多种有机反应中使用了有机锡(IV)化合物作为路易斯酸催化剂。配体或锡的取代基可能会影响反应速率,锡中心和配体的取代基之间的协同作用有助于提升催化性能[6]。这一研究方向符合探索基于第14族元素的更可持续催化系统的总体趋势。
章节节选
有机锡(IV)化合物的合成
有机锡化合物的研究始于19世纪中叶,1852年爱德华·弗兰克兰德首次合成了有机锡化合物,这为有机锡化学的发展奠定了基础[7]。迄今为止,已报道了大量有机锡化合物,其结构从单核和双核到三核和多核不等。在有机锡化合物的合成过程中,前体化合物起着关键作用。常见的、可商业获得的有机锡(IV)前体包括……
有机锡(IV)化合物的结构多样性
有机锡(IV)化合物具有多种核结构,从单核到多核不等。这些化合物的核结构受多种因素影响,包括前体化合物的选择、配体的性质和化学计量比、反应条件以及所用溶剂。因此,它们的结构形式包括单体、二聚体、寡聚体、环状、梯形和鼓状结构。M. Amini等人对有机锡(IV)化合物的结构化学进行了详细阐述……
催化作用
有机锡(IV)化合物的结构特征对其催化性能至关重要。配位数、核结构、取代模式和配体环境的变化会显著影响其反应性和反应机理。尽管使用有机锡(IV)催化剂进行的有机转化反应有限,但对其结构化学的研究非常广泛,本文对此进行了重点分析……
结论
有机锡化合物可通过多种方法合成,例如使用缩合反应(当使用有机锡(IV)金属氧化物时)或碱(如Et?N)处理有机锡(IV)卤化物。有机锡(IV)的配位数范围为4到7,表现出丰富的结构多样性、核结构、几何形态和分子相互作用。研究表明,有机锡(IV)的化学性质与过渡金属相似,这为有机锡化合物在催化领域提供了广阔的应用前景……
CRediT作者贡献声明
马尼什·库马尔:负责撰写综述和编辑工作,以及初稿的撰写。
利益冲突声明
作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益和个人关系:马尼什·库马尔表示获得了Galgotias大学的财务支持,并担任该校董事会成员。马尼什·库马尔拥有一项待授权的专利。若有其他作者,他们也声明自己没有已知的财务利益冲突或个人关系。