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Fischer carbene complex 自從1964年被E.O.Fischer 合成後,在有機合成上一直是 一個很有用的試劑。傳統上認為金屬及碳原子的極化是M = C ,碳原子為neucleop hilic attack site 。此篇論文是為了探討金屬與亞碳基間的鍵結,分子間各原子所 帶的凈電荷,以及在加成反應時,兩反應物間分子軌域(HOMO, LUMO)能量的關係。 在此以一鉻的Fischer carbene complex [(CO) CrC(OCH ) CCC H (methoxy-2-pheny lethynyl-methylenepentacarbonyl chromium)]的單晶,藉著X-ray 繞射的方法,分 別在106K及300K收集繞射數據。此化合物的空間群為P2 /n ,屬於單斜晶系。在106K 的晶格參數(cell parameter)為a=11.383(1), b=11.506(1)及c=11.739(1) , β=108 .377(9)°, Z=4。低溫及室溫時的Cr=C鍵長分別為2.0087(8) 及1.9990(4) 。此化物 各原子間的電子密度分布分別以實驗及理論兩方面探討。 實驗方面,以X-X 電子變形密度圖及多極電子變形密度圖表示;理論方面,則以擴充 虎克法(Extended Huckel method)及ab initio SCF 分子軌域計算法得到結果。其中 ,鉻原子各d 軌域的電子占有率,可由multipole model ,擴充虎克法及ab initio 的計算得知。為了了解carbene complex 在加成反應中所扮演的角色,此化合物的fr ontier orbitals 也經探討。為了比較凈電荷在不同氧化態的鉻的化合物,如Cr(0), Cr(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Cr(Ⅴ) 和Cr(Ⅳ)也將並入討論。 經分析各結果顯示,此化合物在參與加成反應時是經由orbital controlled,而不是 傳統上認為的charge controlled ,這也解釋了此化合物在參與反應時的regioselec tivity。此外,在對照另一化物O=C(OH)CCH的frontier orbitals 時,可看出以Fisc her carbene complex 參與4+2 加成反應時,反應物時間的HOMO及LUMO之能量差較小 ,這也為此化合物的很好reactivity提供了一項證據。
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