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含特征M=N雙鍵的前過(guò)渡金屬末端氮卡賓配合物是一類重要的金屬配合物。一些國(guó)際知名的金屬有機(jī)化學(xué)家，如美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的R. G. Bergman和麻省理工學(xué)院的R. R. Schrock等，投身于第IVB族和第VB族金屬末端氮卡賓配合物的研究，并取得了重要進(jìn)展。然而，稀土金屬（第IIIB族）末端氮卡賓配合物卻一直缺失。這是由于相比于第IVB族和第VB族的金屬離子，稀土金屬離子的d軌道能級(jí)和氮卡賓的p軌道能級(jí)匹配性差，使得稀土金屬=氮雙鍵很不穩(wěn)定，稀土末端氮卡賓配合物高度活潑。
中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所金屬有機(jī)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳耀峰課題組基于有機(jī)配體的電子效應(yīng)和立體效應(yīng)，針對(duì)稀土金屬離子硬酸、大離子半徑和高配位數(shù)的特性，設(shè)計(jì)合成了一類新型的三齒氮配體，并通過(guò)合成其稀土金屬烷基配合物，驗(yàn)證其確實(shí)具有優(yōu)越的電子效應(yīng)和立體效應(yīng)特性(Organometallics 2008, 27,758)。
在此基礎(chǔ)上，研究人員利用該類配體，在外加Lewis堿DMAP的配合下，成功地合成了第一例稀土金屬末端氮卡賓配合物-鈧末端氮卡賓配合物，并對(duì)這個(gè)配合物進(jìn)行了X-射線晶體結(jié)構(gòu)的表征和DFT理論計(jì)算。有關(guān)結(jié)果以封面文章的形式發(fā)表在(Chem. Commun., 2010, 46, 4469)。進(jìn)而又設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的四齒氮配體，無(wú)需外加Lewis堿就可以得到稀土金屬鈧末端氮卡賓配合物。初步反應(yīng)性能研究發(fā)現(xiàn)，稀土金屬鈧末端氮卡賓配合物可以活化元素硒、二氧化碳以及苯基氰、甲基丙烯酸甲酯、異氰酸、環(huán)氧丙烷等有機(jī)小分子，顯示其豐富的反應(yīng)性能 (Chem. Commun., 2011, 47, 743; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 59, 7677)。
該工作揭示通過(guò)合適的配體設(shè)計(jì)，可以合成和穩(wěn)定含特征稀土金屬和主族元素雙鍵的金屬配合物，為合成含稀土金屬和其它主族元素（C,P等）雙鍵的金屬配合物提供了思路，對(duì)其反應(yīng)性能的研究也揭示出稀土金屬=氮雙鍵獨(dú)特的性質(zhì)。
該項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院和上海市的資助。
