碳硼烷具有σ共轭三维芳香性、三维电子离域、疏水性、优异的热稳定性以及化学稳定性等特性。近年来碳硼烷及其衍生物因其独特的性质，在功能材料、超分子、催化剂、医药、金属有机及配位化学等领域有特殊而重要的应用。同时碳硼烷独特的分子结构特性导致其官能团化比较困难，需要苛刻的反应条件、较长的反应时间、较差的官能团兼容性，B-H键选择性活化/官能团化在很大程度上阻碍了碳硼烷的研究及其应用。尤其是近年来，诸多实验文献报道了碳硼烷不同B-H顶点上金属配合物的迁移，但是对于迁移机制尚不明确。
近日，北方民族大学李慧老师课题组采用密度泛函理论，对一系列实验研究中的B-H活化反应过程中金属配合物在碳硼烷上不同位点间的迁移机制进行了理论计算研究。对反应历程中的定位诱导基团、介导原子、配体的配位形式、取代基进行探究，并探讨了金属配合物在碳硼烷上迁移的详细历程和迁移驱动力。在Al-配合物迁移体系中，以Al-H桥接键的形式在不同B位点对间实现迁移，H原子在迁移过程中起到关键的介导作用；此外供电子基团对Al配合物的迁移起到促进作用。双齿膦配体于Pt配位过程中解离为单齿膦配体后促进了Pt-配合物催化B-H活化，双齿配体的配位解离为活化Pt原子实现H原子迁移提供了必要条件。I原子取代碳硼烷上的H原子后以导向基团的作用诱导过渡金属Pd-配合物的迁移实现B-H官能团化。 研究结果表明，H原子、H2分子和配体对金属在不同位点间的迁移影响显著，实现金属配合物在B/B或C/B间迁移的同时，也有助于碳硼烷的B-H区域选择性活化。期望理论计算研究结果对B-H活化反应过程中金属配合物的迁移机制提供理论依据。 论文信息 Migration Mechanism of the B–H Activation of Carboranes Wanyong Tang, Yuhan He, Hui Li* European Journal of Inorganic Chemistry DOI: 10.1002/ejic.202200254
