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抓氫鍵及其抓氫相互作用(agostic interaction)在有機金屬化學和均相催化中具有重要的作用，其突出體現在有機金屬配合物催化的聚合反應、C-H鍵活化、b-氫化消除反應和環金屬化反應中。因此，對抓氫鍵及其抓氫相互作用的研究具有重要的實際價值和理論意義。

過渡金屬鉬基抓氫配合物 [CpMo(CO)₂(PiPr₃)]⁺[B(C₆F₅)₄]^–?具有b/g兩種結構差異的抓氫異構體(Mo, 1和Mo, 2)，其固態X-ray化學結構證實了抓氫相互作用的存在。錳基配合物[(C₆H₉]Mo(CO)₃]是另外一個值得深究的抓氫配合物，其同樣存在α/ε種結構差異的抓氫異構體(Mn, 1和Mn, 2)。然而，鉬基β/γ抓氫異構體(Mo, 1和Mo, 2)之間的相互轉化過程及其抓氫鍵的強度暫未被完全闡明，同時上述問題也存在于錳基α/ε抓氫異構體(Mn, 1和Mn, 2)。因此，對過渡金屬鉬基β/γ抓氫配合物和錳基α/ε抓氫配合物的研究還需深入探索。

近日，西安外事學院的青年教師張敏博士、青年教師張婉菁和西安電子科技大學的華山菁英副教授梁廣超博士共同對上述鉬基β/γ抓氫配合物和錳基α/ε抓氫配合物中的抓氫鍵及其抓氫相互作用進行了詳細的理論研究。基于密度泛函理論的計算結果表明鉬基b抓氫配合物的吉布斯自由能僅比鉬基γ抓氫配合物低0.5 kcal/mol，且其相互轉化的吉布斯勢壘為9.1 kcal/mol。錳基α/ε抓氫異構體之間異構化的吉布斯勢壘略高，為12.7 kcal/mol。模型計算表明，在鉬基β/γ抓氫異構體中，由抓氫相互作用引起的穩定能分別為16.7 kcal/mol和13.1 kcal/mol。而對于錳基α/ε抓氫異構體，其抓氫相互作用引起的穩定能分別為21.8 kcal/mol和16.4 kcal/mol。鉬基β/γ抓氫異構體和錳基α/ε抓氫異構體的相對穩定性也被其幾何參數、Wiberg鍵指數、Mayer鍵序和AIM分析所驗證。基于抓氫鍵及其抓氫相互作用在有機金屬配合物催化的b-氫化物消除、環金屬化和C-H鍵活化中的重要作用，本研究中關于抓氫相互作用的認知有助于加深對上述涉及的催化過程的理解，并著實促進新型有機金屬抓氫配合物的開發。

論文信息

Theoretical Investigations on the Agostic Interactions of the Molybdenum and Manganese Complexes

Dr. Min Zhang, Wanjing Zhang, Dr. Guangchao Liang

European Journal of Inorganic Chemistry

DOI: 10.1002/ejic.202300183

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