在過渡金屬有機化學(xué)中，金屬卡賓配合物具有重要地位，它不僅對人們理解過渡金屬和主族元素的成鍵具有重要理論意義，而且這類配合物具有一些優(yōu)秀和獨特的反應(yīng)與催化性能。許多過渡金屬卡賓配合物被合成和應(yīng)用，但是稀土金屬卡賓配合物是個例外。稀土金屬離子的d軌道能級明顯高于其它過渡金屬的d軌道能級，造成稀土和卡賓的軌道能級匹配性很差，稀土金屬離子與卡賓基團的雙鍵極不穩(wěn)定，非常容易發(fā)生配體重分配和其它副反應(yīng)。雖然人們進行了很多研究，但迄今為止，含典型稀土金屬-碳雙鍵的稀土金屬末端卡賓配合物沒有能成功合成。
中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所金屬有機化學(xué)國家重點實驗室陳耀峰課題組致力于稀土金屬-主族元素雙鍵化學(xué)研究。他們成功合成并晶體結(jié)構(gòu)表征了首個含稀土金屬-氮雙鍵的稀土金屬末端氮賓配合物-鈧末端氮賓配合物(Chem. Commun. 2010, 46, 4469; Front Cover)，系統(tǒng)研究并揭示了其不同于稀土金屬-氮單鍵配合物的獨特反應(yīng)性能(Chem. Commun., 2011, 47, 743; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 59, 7677; Chem. Commun.2012, 48, 3403; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8165; J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10894)。在對稀土金屬-氮雙鍵化學(xué)研究基礎(chǔ)上，近來他們開展了稀土金屬-碳雙鍵化學(xué)的研究。利用大位阻強配位性配體（2,6-二異丙基苯基b-二亞胺配體）阻止配體重分配以及鄰位磷原子配位輔助穩(wěn)定，他們成功合成并晶體結(jié)構(gòu)表征了首個稀土金屬膦基卡賓配合物-鈧膦基卡賓配合物(J. Am. Chem. Soc. 2017, 137, 1081)。該配合物具有目前文獻報道的最短Sc-C鍵鍵長(2.089(3) ©)。法國圖盧茲第三大學(xué)教授Laurent Maron課題組對該配合物進行了軌道理論分析。對該配合物的初步反應(yīng)性能研究發(fā)現(xiàn)該配合物非常活潑，可以在室溫下快速活化H-H鍵和C-H鍵，以及能夠催化烯烴的氫化反應(yīng)。該工作在稀土金屬末端卡賓配合物合成探索方面邁出了重要一步，也預(yù)示了稀土金屬末端卡賓配合物合成的可能性。
上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）和金屬有機化學(xué)國家重點實驗室的資助。
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