氮杂环卡宾环金属铱配合物的电化学发光性质研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着科技的不断发展，n-杂环卡宾金属配合物研究已经跃升至金属有机化学的前沿领域。关于卡宾的报道最早出现在上个世纪五十年代，skell涉足卡宾这一未知的的领域，并做了相当量的探索性研究，为卡宾的后续发展奠定了坚实的基础。而后fischer等人在1964年将这一领域扩展到了有机化学和无机化学，使得金属卡宾（做为溶剂和催化剂）在有机合成和高分子化学中得到了广泛的应用 。随着研究的不断深入，氮杂环卡宾以其优异的性能受到了越来越多的关注，并且成为了金属有机化学领域新的新宠。

早在1968年，ofele和wanzlick先后得到了n-杂环卡宾的金属络合物，但是，这个成果仅受到了一部分关注，其真正的发展则始于1991年，由arduengo领导的研究小组，成功分离了第一个在室温下可稳定存在的游离态的氮杂环卡宾(nhc)。随后，arduengo领导的研究小组利用如下反应，得到了游离的氮杂环卡宾3，即以二-(1-金刚烷基)咪唑盐和氢化钠作为反应物，四氢呋喃作为反应溶剂，少量dmso作为催化剂。所得到的产品1为热稳定的晶体，可用x-单晶衍射分析方法确定它的结构。后来，他们又利用1,3-位连有较小体积取代基的咪唑盐制得了其它类型的稳定nhc。这些研究均促进了n-杂环卡宾在有机化学领域的快速发展。

n-杂环卡宾在金属有机领域中主要担任配体的角色，与其它带有两对孤电子的配体相比难免有相似之处，如膦配体，它们均是一类强的给电子配体，与金属键的结合能力很强；但它还存在一些独特的优点使得其比膦配体在催化反应中的应用的更广泛，比如易于制备，结构类型多样化以及其对水、热和空气的稳定性等，最为重要的是它在催化反应中可表现出更高的活性，并且，由于它不易解离的特质使它在应用的过程中并不需要过量的配体，且能牢固地负载在树脂上使均相反应固相化。正如德国著名的化学家herrman所说：“n-杂环卡宾在金属有机与无机配位化学上已成为“多功能”配体，它将在新一代的金属有机催化剂中取代或部分取代现有的有机膦配体”。除了应用于催化领域以外，其在材料科学领域及光物理领域的应用也崭露头角，相信随着研究的不断深入，n-杂环卡宾将有更加广阔的应用前景。

2. 研究内容和预期目标

1.了解氮杂环卡宾的基础知识

2.掌握氮杂环卡宾的基本制备方法

3.掌握氮杂环卡宾环金属铱配合物的制备方法

3. 研究的方法与步骤

1. 合成n-杂环卡宾咪唑盐前体，并进行表征

2. 利用氧化银将咪唑盐前体化合物转化为卡宾配体

3. 利用金属转移反应，制备得到氮杂环卡宾环金属铱配合物，并进行表征

4. 参考文献

(1)au, v. k.-m.; wong, k. m.-c.; zhu, n.; yam, v. w.-w. j. am. chem. soc. 2009, 131, 9076

(2)chow, a. l.-f.; so, m.-h.; lu, w.; zhu, n.; che, c.-m. chem.-asian j. 2011, 6, 544.

(3) gaillard, s.; slawin, a. m. z.; nolan, s. p. chem. commun. 2010, 46, 2742

5. 计划与进度安排

(1) 2022-2022-1学期17-20周~ 2022-2022-2学期第3周~第4周（2022-12-25~2022-3-23），查阅资料，氮杂环卡宾的基础知识，准备开题报告，外文论文翻译；

(2)第5周~第8周（2022-3-26~4-20），设计氮杂环卡宾金属铱配合物制备的实验路线，购买所需要的原材料；

(3)第9周~第13周（2022-4-23~5-25），进行有机合成反应，制备配合物；