2,6-二甲基巯基苯酚在铼(V)氮代配合物中的配体交换反应

2026/8/21 8:02:09 作者:电离式

介绍

2,6-二甲基苯硫酚(2,6-dimethylthiophenol,简称2,6-DMTPH)是一类具有显著空间位阻效应的芳基硫醇配体,分子式为C8H10S,其苯环2、6位的两个甲基在巯基两侧形成对称的空间屏障,同时巯基可脱质子形成带负电的硫醇根阴离子,作为软碱配位位点与高氧化态过渡金属形成稳定配位键。它的外表为澄清无色透明液体。

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图一 2,6-二甲基巯基苯酚

配位特性

2,6-二甲基巯基苯酚的核心特征在于巯基邻位的双甲基取代。苯环上对称分布的两个甲基产生了显著的空间排斥作用,既可以在配位后屏蔽金属中心的周边配位点,提升配合物的动力学稳定性;也会通过空间位阻迫使配位多面体发生几何畸变,偏离理想配位构型。巯基官能团则是其配位活性的核心:在碱性或配位反应条件下,巯基失去质子形成2,6-二甲基苯硫醇根阴离子(2,6-DMTP⁻),带负电的硫原子具有强电子给体能力,可与铼、锝、铂等高氧化态软酸金属中心形成牢固的M-S键,是构建稳定过渡金属配合物的常用单齿硫配体。

铼(V)氮代配合物中的配体交换反应

2,6-二甲基苯硫酚作为配体源,与起始配合物[ReN(Cl)(Me₂PhP)₂(morphtcb)](morphtcb⁻为吗啉硫代甲酰基苯甲脒阴离子)在甲醇中回流反应,实现了选择性配体取代,生成中性五配位配合物[ReN(Me₂PhP)(2,6-DMTP)(morphtcb)],反应产率约75%。不同于卤化物、拟卤化物仅取代反位的氯离子,2,6-二甲基苯硫醇根并未停留在简单的氯取代位点,而是进一步取代了一个二甲基苯基膦(Me₂PhP)配体,同时氯离子完全脱除,最终形成单膦、单硫醇根、双齿脒配体共同配位的混合配体体系。对比另一强螯合硫配体顺式-1,2-二氰基乙烯-1,2-二硫醇盐(mnt²⁻)的反应行为可更清晰看出配体性质的影响:mnt²⁻作为双齿螯合配体,优先取代双齿的morphtcb配体,保留两个膦配体;而单齿的2,6-DMTP⁻则进入膦配体的配位位点,保留morphtcb螯合环。这种差异反映了硫配体的齿数、空间位阻与螯合效应共同决定了配体交换的反应路径。

空间位阻诱导的配位构型畸变

通过单晶X射线衍射解析测定了该配合物的晶体结构与键合参数,发现是2,6-二甲基苯硫酚的空间位阻导致五配位金属中心发生了显著的几何构型畸变。对于五配位过渡金属配合物,存在四方锥与三角双锥两种理想极限构型,理想四方锥对应0°,理想三角双锥对应53.1°。在不含大位阻配体的同系列配合物[ReN(Me₂PhP)₂(mnt)]中,两个膦配体与mnt的两个硫原子构成共面的四方锥基底,形状判定角仅为2.7°,非常接近理想四方锥构型,铼原子高出基底平面约0.53Å。

五配位配合物的可能结构.png

图二 五配位配合物的可能结构

而引入2,6-二甲基巯基苯酚的2,6-二甲基苯硫醇根后,配合物的形状判定角增大至17.7°,配位多面体从四方锥向三角双锥方向发生明显畸变。这种畸变直接源于苯环邻位两个甲基的空间排斥:甲基与相邻的膦配体、脒配体取代基之间产生范德华斥力,迫使基底平面的四个配位原子发生角度重排,以缓解空间张力。尽管构型发生显著畸变,Re≡N三键仍保持四方锥顶点的位置,键长为1.652Å,处于金属-氮三键的典型键长范围;两个硫配位原子(分别来自硫醇根与硫代甲酰基)的Re-S键长均为2.334Å,无显著差异,且脒配体内部的C-N键长趋于平均化,呈现出离域π电子体系的特征[1]。

参考文献

[1] ABRAM U, RITTER S. Mixed-ligand complexes of rhenium Ⅲ. Synthesis, characterisation and structures of [ReN(Me?PhP)?(mnt)] and [ReN(Me?PhP)(2,6-DMTP)(morphtcb)][J]. Inorganica Chimica Acta, 1994, 216(1-2): 31-36.

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