基于稀土金属受阻Lewis酸碱对的合成及反应性能研究

Frustrated Lewis pair (FLP) chemistry has recently received considerable attention as it offers a new strategy for small molecules activation and catalysis. However, most study about FLP were based on steric bulky main group boron/phosphine systems. Here, we propose to extend the concept of FLP to Lewis acidic rare-earth metals. We will prepare some neutral rare-earth metal complexes supported by pendant phosphine containing tridentate β-diketiminato ligands and explore their application in small molecules activation and catalysis. We believe that this project by using rare-earth metal Lewis acid will not only enlarge the scope of FLPs chemistry, but also reveal some unique reactivities and remarkable bonding features of rare-earth metal complexes.

受阻Lewis酸碱对化学由于开辟了一种新的小分子活化和催化模式，得到了广泛的关注。但目前对其的研究基本集中于大位阻的主族元素硼/膦体系。本研究拟合成以稀土金属作为Lewis酸，膦配体作为Lewis碱的分子内受阻Lewis酸碱对体系，并研究其与小分子的反应以及催化反应。设计侧链含膦基的三齿β-二亚胺配体稳定相应的稀土金属配合物。通过对这类化合物的成键模式和反应性能的研究既可以推动受阻Lewis酸碱对化学这一新兴领域的发展，同时也对传统稀土金属有机化学的发展有着重要的意义。

受阻Lewis酸碱对化学的提出开辟了一种新的小分子活化和催化模式，因此得到了广泛的研究与关注。但是目前的研究工作大多集中于大位阻的主族元素硼/膦体系。本项目首次利用稀土金属作为Lewis酸，膦或者卡宾作为Lewis碱形成受阻Lewis酸碱对体系，对其在小分子活化中的反应性能进行了深入开发，发现其可以以酸/碱协同活化的模式同一系列小分子底物发生反应，得到结构独特、新颖的新型稀土金属配合物。同时也开发了其催化性能，发现其可以高效催化一系列极性共轭烯烃聚合反应，得到具有潜在应用价值的高分子材料。而其中的一些高分子材料通过传统聚合方式很难得到。此外通过研究发现，这类聚合是通过受阻路易斯酸碱对型的1,4-加成反应引发，而不同于传统稀土金属催化剂的引发模式。这为设计开发其它高效稀土催化剂提供了新的思路。因此，本研究既推动了受阻Lewis酸碱对化学这一新兴领域的发展，同时也对传统稀土金属有机化学的发展有着重要的意义。