蔡瑞芳教授课题组

金属有机化学课题组成员

蔡瑞芳 教授 庞 震 副教授 周锡庚 副教授 沈建中 讲师

课题组研究方向

稀土及过渡金属有机化学

富勒烯化学

研究内容

1、 稀土金属有机化学

着重开展各种新型镧系金属有机化合物的合成、结构、成键特点和化合物的反应性能研究，包括镧系金属有机试剂在有机合成中的应用，镧系金属有机化合物对烯烃聚合反应及一些特殊类型的官能团转化反应的独特催化作用。为深入了解配体性质对化合物结构和功能的影响，目前我们还研究取代环戊二烯基和混合环配位的稀土金属有机化合物的合成和反应化学。我们课题组在本研究领域中近期的代表性成果有，① 首次发现了Me2SiO插入Ln-N键反应，② 揭示了稀土烷基化合物对异氰酸脂的活化作用，发现这是有机合成中一种形成C-C键的简便新方法。③ 合成了多个系列的混合环配位镧系金属有机化合物，并发现其中部分化合物是烯烃聚合反应的优良催化剂。

2、 d-区过渡金属有机化学

着重研究过渡金属配合物中金属原子的电子密度空间环境与化学性质的关系。设计适当的配体并研究其对金属原子的电子密度及其空间环境的影响。研究合成含半活性取代基的茂环配体的过渡金属单核或多核夹心型，半夹心型金属有机配合物。这类半活性取代基能起分子内溶剂的作用，并可作为考察共配体电子和空间因素影响的探针，可提供化合物催化活性的信息。金属与茂环上半活性取代基的弱的分子内作用可用于插入反应，引入含碳-碳、碳-氮、碳-硫、氮-氧多重键的小分子。已合成一系列锰、钴、铑的在茂环上含不稳定取代基的羰基化合物及其衍生物，并研究了它们的物理化学性质。已发现茂环上取代基对中心金属具有极大的螯合速率。单膦取代的衍生物与未取代或双膦取代的类似物在氧化过程中抗失电子能力有很大提高。

3、 富勒烯化学

已提出一种简便的，在溶液相合成碱金属富勒烯盐的新方法：在室温下，于四氢呋喃中，将C60与1-甲基萘钾反应，合成得KnC60(THF)m，并经TGA、可见及近红外光谱、固体13C NMR及ESR等波谱表征。研究C60负离子的反应活性，用C602-的钾盐与苄基氯的反应合成得异构纯的C60苄基化合物。研究了C60负离子与一系列无机及金属有机配合物的化学反应，并用于设计合成金属富勒烯盐和富勒烯的金属有机衍生物。合成得富电子的后过渡金属镍、铂、钯的富勒烯盐C60(M)n并进行了他们的超快非线性光学响应，并发现C60Pd2具有比纯C60高的三阶非线性极化率。

富勒烯的高分子修饰及功能材料化研究对开发富勒烯的应用有重要意义。用BuLi或萘钠引发的阴离子聚合反应合成得一系列含C60键合的聚乙烯基咔唑，聚苯乙烯，聚丙烯腈等衍生物，并经UV-Vis,FT-IR,GPC,DSC,TGA,ESR,13C NMR,SEM,XRD及荧光光谱等表征，研究结果表明C60可通过共聚或枝接直接键合于各类功能高分子中，并用于修饰或改善母体聚合物的光、电等物理、化学性能。C60的电子及空间效应均对聚合物的结构和物理化学性质有重大影响。

近期研究重点

1． 稀土金属有机化合物对有机分子中累积双键的活化作用及其在天然产物全合成过程中的应用。

2． 研究挥发性镧系金属有机化合物作为金属有机气相沉积(MOCVD)源用于高质量的光电材料膜的制备。

3． 研究半活性配体中多重键与中心金属离子间的螯合作用。

4． 富勒烯的氧化反应研究，过渡金属及稀土金属富勒烯盐的合成及表征。C60化学修饰的高分子衍生物的合成及其光限幅性质研究。

基金情况

1． 国家自然科学基金项目 编号 29890216

富勒烯团簇的物理和化学研究

2． 高等学校博士学科点专向科研基金 编号 1999024616

新型含Ln-N键稀土有机物的合成、结构及反应性研究

3． 国家自然科学基金项目 编号 29872009

新型混合茂配位稀土有机化合物的合成、结构及反应性研究

4． 国家自然科学基金项目 编号 29771008

半夹心金属有机化合物的取代反应动力学研究

5． 上海市曙光基金

稀土金属有机配合物对累积双键有机分子的活化研究

获奖情况

1．1994年 上海市科学技术进步奖三等奖（与复旦大学物理系合作）

“C60等碳笼分子的制备、分离、表征及物理化学研究” （蔡瑞芳等）

2．1999年 上海市科学技术进步奖三等奖（与复旦大学物理系合作）

“新型富勒烯的功能材料研制和光物理研究” （蔡瑞芳等）

3. 国家教委科技进步二等奖: “有机稀土金属配合物的合成、结构和反应性究”,

1997年3 月. （周锡庚等）

4. 国家教委科技进步二等奖: “稀土金属有机化学的研究——合成、结构与性质”, 1997年3 月. （周锡庚等）

5. 安徽省教委科技进步一等奖: “新型稀土金属有机配合物的合成、结构和反应性研究”， 1997年5月。 （周锡庚等）

研究人员

教授：1名，副教授：2名，博士后：1名，博士生：4名，硕士生：6名.