研究生: |
陳思瑋 |
---|---|
論文名稱: |
主族 (S, Se, Te) 三鐵羰基化合物與過渡金屬 (VIIB, VIIIB, IB, IIB) 或主族試劑 (IIIA, VA) 之團簇化合物合成暨其電化學、電子吸收光譜與理論計算 |
指導教授: | 謝明惠 |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
化學系 Department of Chemistry |
論文出版年: | 2010 |
畢業學年度: | 99 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 362 |
中文關鍵詞: | 金屬團簇化合物 |
論文種類: | 學術論文 |
相關次數: | 點閱:157 下載:2 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
E-Fe-TM 系統
利用 [EFe3(CO)9]2− (E = S, 1a; Se, 1b; Te, 1c) 與 Ag(OTf) 於THF 下反應,可以獲得Ag 橋接雙核 EFe3 化合物 [{EFe3(CO)9}2Ag]3− (E = S, 3a; Se, 3b; Te, 3c)。而以 1b、1c 與 Cu(OAc) 反應時,則可獲得醋酸雙銅蓋接雙核化合物 [{(SFe3(CO)9Cu)2(OAc)}3−]‡ (E = Se, 6b; Te, 6c)。此外,1a 與Cu(OAc)以不單離方式獲得 [{(SFe3(CO)9)2Cu2(OAc)}3−]‡ (6a),再加入 [Cu(MeCN)4][BF4] 反應,可獲得一維 Z 字鏈狀聚合物 [{SFe3(CO)9Cu2(OAc)−}]∞ (7a); 然而,在 Se 系統,則可得化合物 [{SeFe3(CO)9Cu2}2(OAc)3]3− (8b) 及 [{SeFe3(CO)9Cu2(OAc)}2]2− (9b)。再者,將低核數化合物 3c 與 [Cu(MeCN)4][BF4] 或 Ag(OTf) 於 MeCN下反應可得高核數化合物 [{TeFe3(CO)9}3M3]3− (M = Cu, 11c; Ag, 12c)。若 3c 加入 Ag(OTf) 和 PPh2(CH2)nPPh2 ( n = 1, dppm; n = 3, dppp) 反應,則產生擴核之含磷三銀化合物 [{TeFe3(CO)9}2Ag3(dppm)]− (14c) 與 [{TeFe3(CO)9}2Ag3(dppp)]− (15c)。此外,1c 與 AuI 於 THF 下反應時,可得氧化性化合物 [Te5Fe8(CO)24]2− (13c)。另外,1a、[Cu(MeCN)4][BF4] 與 1,10-phenanthroline (L1) 或4,4′-dipyridyl disulfide (L2) 反應,可獲得化合物 [SFe3(CO)9Cu(L1)]− (16a) 或 [SFe3(CO)9(4-SPy)]− (17a)。我們進一步以 DFT 理論計算,探討一系列金屬橋接之雙EFe3 及參EFe3 化合物於電化學上的氧化還原表現,同時藉由 TDDFT 理論計算說明紫外/可見光譜之電子吸收能量的躍遷形式。
E-Fe-Q 系統
利用 [EFe3(CO)9]2− (E = S, 1a; Se, 1b; Te, 1c) 與不同的主族試劑 Q(III)Cl3 (Q = Bi、 In 及 Sb) 反應,可獲得一系列混合主族 15/16 或 13/16 化合物 [EFe3(CO)9Bi(I)]− (E = S, 2a; Se, 2b; Te, 2c) 、 [EFe3(CO)9In(III)Cl3]2− (E = Se, 3b; Te, 3c) 及 [Te3Sb(I)Fe6(CO)18]− (4c)。有趣的是,1c 與 BiCl3 反應生成 2c,再將 2c 於 MeCN 加熱迴流,可獲得新穎以 cubane 為主之一維鏈狀聚合物 [{Te2Bi2Fe4(CO)12}−]∞ (5c)。此外,2c 也可進一步與不同的金屬羰基試劑,可形成不同型態的封閉或開放化合物 [TeBiRu4(CO)11]− (6c)、[Te2Fe2Mn(CO)9]− (7c) 及 [Bi2Br6Mn2(CO)10]2− (8c)。本研究藉由 DFT 理論計算探討 Bi 之氧化態及其電化學的氧化還原表現,並以 TDDFT 理論計算探討一系列混合主族之光物理性質。
1. (a) Flomer, W. A.; Kolis, J. W. Inorg. Chem. 1989, 28, 2513─2517. (b) Hagen, K. S.; Armstrong, W. H.; Hope, H. Inorg. Chem. 1988, 27, 967─969. (c) Roof, L. C.; Pennington, W. T.; Kolis, J. W. Inorg. Chem. 1992, 31, 2056─2064. (d) Shieh, M.; Chen, H.-S.; Yang, H.-Y.; Ueng, C.-H. Angew. Chem. 1999, 111, 1339─1341. (e) Wood, P. T.; Pennington, W. T.; Kolis, J. W.; Wu, B.; O'Connor, C. J. Inorg. Chem. 1993, 32, 129─130. (f) Bachman, R. E.; Whitmire, K. H. Inorg. Chem. 1994, 33, 2527─2533. (g) Huang, K.-C.; Tsai, Y.-C.; Lee, G.-H.; Peng, S.-M.; Shieh, M. Inorg. Chem. 1997, 36, 4421─4425. (h) Bachman, R. E.; Whitmire, K. H. Organometallics 1993, 12, 1988─1992. (i) Guzman-Jimenez, I. Y.; van Hal, J. W.; Whitmire, K. H. Organometallics 2003, 22, 1914─1922. (j) Shieh, M.; Ho, L.-F.; Guo, Y.-W.; Lin, S.-F.; Lin, Y.-C.; Peng, S.-M.; Liu, Y.-H. Organometallics 2003, 22, 5020─5026.
2. (a) Song, L.-C.; Tang, M.-Y.; Su, F.-H.; Hu, Q.-M. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1130─1133. (b) Song, L.-C.; Yan, J.; Li, Y.-L.; Wang, D.-F.; Hu, Q.-M. Inorg. Chem. 2009, 48, 11376─11381. (c) Krasna, A. I.; Rittenberg, D. J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 3015. (d) Roberts, L. M.; Lindahl, P. A. Biochemistry 1994, 33, 14339. (e) Sellmann, D.; Gottschalk-Gaudig, T.; Heinemann, F. Inorg. Chem. 1998, 37, 3982. (f) Zhao, X.; Georgakaki, I. P.; Miller, M. L.; Yarbrough, J. C.; Darensbourg, M. Y. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9710.
3. (a) Scheer, M.; Umbarkar, S. B.; Chatterjee, S.; Trivedi, R.; Mathur, P. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 376─378. (b) Gregoriades, L. J.; Balázs, G.; Brunner, E.; Gröger, C.; Wachter, J.; Zabel, M.; Scheer, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46 (31), 5966─5970. (c) Liu, C. W.; Liao, P.-K.; Fang, C.-S.; Saillard, J.-Y.; Kahlal, S.; Wang, J.-C. Chem. Commun. 2011, 47, 5831─5833 (d) You, H.-J.; Fang, C.-S.; Lin, J.-L.; Sun, S.-S.; Liu, C. W. Inorg. Chem. 2010, 49, 7641─7643. (e) Liu, C. W.; Sarkar, B.; Huang, Y.-J.; Liao, P.-K.; Wang, J.-C.; Saillard, J.-Y.; Kahlal, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11222─11233.
4. (a) Cherng, J.-J.; Tsai, Y.-C.; Ueng, C.-H.; Lee, G.-H.; Peng, S.-M.; Shieh, M. Organometallics 1998, 17, 255─261. (b) Bachman, R. E.; Whitmire, K. H., Inorg. Chem. 1994, 33, 2527─2533. (c) Roof, L. C.; Smith, D. M.; Drake, G. W.; Pennington, W. T.; Kolis, J. W. Inorg. Chem. 1995, 34, 337─345.
5. (a) 朱緯廷,台灣師範大學碩士論文,2006。(b) 陳鴻文,台灣師範大學碩士論文,2004。(c) 陳彥銘,台灣師範大學碩士論文,2010。(d) 龔昌鴻,台灣師範大學碩士論文,2009。(e) Shieh, M.; Tsai, Y.-C. Inorg. Chem. 1994, 33, 2303─2305. (f) Miu, C.-Y.; Chi, H.-H.; Chen, S.-W.; Cherng, J.-J.; Hsu, M.-H.; Huang, Y.-X.; Shieh, M. New. J. Chem. 2011, 7, asap.
6. 陳偉成,台灣師範大學碩士論文,2008。
7. Shieh, M.; Ho, C.-H.; Sheu, W.-S.; Chen, B.-G.; Chu, Y.-Y.; Miu, C.-Y.; Liu, H.-L.; Shen, C.-C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14114─14116.
8. 何佳樺,台灣師範大學博士論文,2010。
9. (a) 黃宇薪,台灣師範大學碩士論文,2008。(a) 柯威名,台灣師範大學碩士論文,2009。(a) 李育緯,台灣師範大學碩士論文,2010。(a) 李旻憲,台灣師範大學碩士論文,2010。
10. Zhu, H.-B.; Gou, S.-H. Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 318-338.
11. (a) Shieh, M.; Miu, C.-Y.; Lee, C.-J.; Chen, W.-C.; Chu, Y.-Y.; Chen, H.-L. Inorg. Chem. 2008, 47, 11018─11031. (b) Chen, B.-G.; Ho, C.-H.; Lee, C.-J.; Shieh, M. Inorg. Chem. 2009, 48, 10757─10768.
12. Bachman, R. E.; Whitmire, K. H.; van Hal, J. Organometallics 1995, 14, 1792─1801.
13. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648─5652.
14. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1992, 45, 13244─13249.
15. Wiberg, K. B. Tetrahedron 1968, 24, 1083─1096.
16. (a) Reed, A. E.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1983, 78, 4066─4073. (b) Reed, A. E.; Weinstock, R. B.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 735─746.
17. Fabrizi de Biani, F.; Manca, G.; Marchetti, L.; Leoni, P.; Bruzzone, S.; Guidotti, C.; Zanello, P.; Atrei, A.; Albinati, A.; Rizzato, S. Inorg. Chem. 2009, 48, 10126─10137.
18. Shieh, M.; Tang, T.-F.; Peng, S.-M.; Lee, G.-H., Inorg. Chem. 1995, 34, 2797─2803.
19. (a) Kubas, G. J. Inorg. Synth. 1979, 19, 90─92. (b) Simmons, M. G.; Merill, C. L.; Wilson, L. J.; Bottomley, L. A.; Kadish, K. M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1980, 1827─1837.
20. Edwards, D. A.; Richards, R. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1973, 2463─2468.
21. 朱晏頤,未發表之博士論文。
22. North A. C. T.; Philips, D. C.; Mathews, F. S. Acta Crystallogr. 1968, A24, 351.
23. Sheldrick, G. M. Acta Cryst. 2008, A64, 112─122.
24. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, Jr., J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision B.04; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
25. (a) O’Boyle, N. M. GaussSum 2.2; 2010; available at http://gausssum.sf.net. (b) O’Boyle, N. M.; Tenderholt, A.L.; Langner, K. M. J. Comput. Chem. 2008, 29, 839─845.