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研究生: 李懿祐
Li, Yi-You
論文名稱: 四價錳錯合物之逐步還原與反應性之探討
Stepwise Reduction and Reactivity of Manganese(IV) Complexes
指導教授: 李位仁
Lee, Way-Zen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 61
中文關鍵詞: 四價錳錯合物硫醇基烷化反應
英文關鍵詞: Manganese(IV) complexes, Thiolate alkylation
DOI URL: http://doi.org/10.6345/THE.NTNU.DC.053.2018.B05
論文種類: 學術論文
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  • 本研究延續先前本實驗室任少緯學長之論文,以兩分子含磷硫 之三牙配位基H2PS2與製備出錳錯合物MnIV(PS2)2,於室溫及空氣下穩定之四價錳錯合物,以CV電化學確定其可能存三價、二價之氧化態,並藉由還原劑CoCp2、KC8等,分別獲得二價三價之錳錯合物[MnIII(PS2)2]─ 、[MnII(PS2)2]2─ 晶體,以X-ray單晶繞射獲得其結構,並針對其不同的電子組態進行EPR、SQUID、NMR-Evans Methods鑑定。並且發現了錳三價錯合物中之硫醇基(Thiolate)配位基具有顯著的親核性質,因此以親電試劑(CH3)3OBF4作為甲基提供試劑,實現了硫醇基烷化的反應並獲得其結構[MnIII(PS2)(PSS-CH3)],此反應於前週期過渡金屬是並不常見的,此結構也證實了[MnIII(PS2)2]錯合物所具有的反應潛力,未來希望能透過不同的烷基加成修飾,來達到活化此系列錯合物的效果。

    This study was continued from the previous works in our groups. The manganese (IV) complex MnIV(PS2)2 which is stable under air and room temperature was synthesized by the dithiolate-phousphine tridentate ligands H2PS2. Cyclic voltammetry revealed the probability oxidation state of Mn(III) / Mn(II) are existing. The [MnIII(PS2)2] / [MnII(PS2)2] complex was reduced by CoCp2 / KC8. The molecular structure CoCp2[MnIII(PS2)2] and Na2[MnII(PS2)2] was acquired from the X-ray diffraction. The EPR, SQUID, NMR-Evans methods were used for the identification of their electron configuration. Furthermore, The significant nucleophilicity was found with the thiolate ligand of the [MnIII(PS2)2]. Therefore the electrophilic reagent (CH3)3OBF4 was used as a reagent for providing the methyl cation (Me+). The thiolate-alkylation was successful and the single crystal [MnIII(PS2)(PSS-CH3)] was obtained and the thiolate-alkylation with complex is not common early-transition metals.
    The result shows the potential for activating these series of complex through different alkyl addition.

    第一章 緒論 1 第一節 Non-innocent ligands 1 第二節 PS配位錯合物之研究 3 第三節 生物體中的硫醇基烷化作用 6 第四節 錯合物的硫醇基之烷化反應(Thiolate alkylation) 9 第五節 研究方向 10 第二章 實驗部分 11 第一節 實驗儀器、藥品及條件 11 一、實驗儀器 11 二、實驗藥品 13 三、反應使用之藥品 15 四、實驗條件 15 第二節 配位基的合成與鑑定 17 一、Bis(2-mercaptophenyl)phenylphosphine (H2PS2) 17 第三節 錯合物的合成與鑑定 18 一、MnIV(PS2)2 18 二、PPN [MnIII(PS2)2]、CoCp2 [MnIII(PS2)2] 19 三、Na2 [MnII(PS2)2] 20 四、K2 [MnII(PS2)2] 21 五、[MnIII(PS2)(PSS-CH3)] 22 第四節 電化學實驗 23 一、溶劑之電位可用範圍測定 23 二、Mn(PS2)2之氧化還原電位測定 24 第五節 電子順磁共振光譜儀(EPR)樣品製備與測定 24 一、MnIV(PS2)2 24 二、PPN [MnIII(PS2)2] 24 三、Na2 [MnII(PS2)2] 25 第六節 超導量子干涉儀(SQUID)之電子自旋測定 25 第七節 Evan’s method 核磁共振光譜之電子自旋測定 25 第三章 結果與討論 26 第一節 電化學循環伏安法(Cyclic Voltammetry)之探討 26 一、可用溶劑之CV實驗 26 二、[Mn(PS2)2]之電化學實驗 26 第二節 錳四價錯合物[MnIV(PS2)2]反應性與光譜探討 28 一、[MnIV(PS2)2]合成探討: 28 二、[MnIV(PS2)2]紫外可見光譜測定 28 三、[MnIV(PS2)2]之順磁共振光譜(EPR)探討 29 四、[MnIV(PS2)2]之超導量子干涉儀(SQUID)測定 31 五、[MnIV(PS2)2]氧化可能性探討 32 第三節 錳三價錯合物[MnIII(PS2)2]合成與光譜探討 33 一、自[MnIV(PS2)2]還原至[MnIII(PS2)2]Uv光譜測定 33 二、[MnIII(PS2)2]合成與結構探討 34 三、[MnIII(PS2)2]之順磁共振(EPR)光譜 38 四、[MnIII(PS2)2]之Evans method NMR光譜測定 39 第四節 錳二價錯合物[MnII(PS2)2]合成與光譜探討 41 一、Na2 [MnII(PS2)2]之合成與結構 41 二、[MnII(PS2)2] EPR光譜探討 43 第五節 [MnIII(PS2)2]三價錯合物之氧化路徑探討 45 一、[MnIII(PS2)2 ]質子化之紫外可見光譜 45 二、三價化合物之氧氣氧化反應紫外可見光譜追蹤 46 第六節 [ MnIII(PS2)2 ] 烷化反應探討 48 一、[MnIII(PS2)(PSS-CH3)] 與CH3+反應Uv-vis光譜 48 二、[MnIII(PS2)(PSS-CH3)]之合成與鑑定 49 第四章 結論與展望 52 參考文獻 54 附錄-晶體資料 57

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