在有机金属化学领域，pincer型配合物因其独特的结构和性质引起了化学家的广泛关注。通常，这类配合物拥有两到三个杂原子（基团）与中心原子配位，只有极少数例子同时具有三个碳原子与金属配位或键合（CCC pincer 配合物）。其原因是金属-碳（M-C）共价键较难形成，且一旦形成，该类配合物通常会具有较高的化学活性。因此，探究具有这类具有独特结构的有机金属配合物的高效合成方法及开发其新颖的反应性质是一项很有意义的工作。近日，涂永强教授课题组采用一步法在温和条件下高效的合成了一类新型的螺环氮杂卡宾-铱CCC pincer配合物，其形成过程包括：Ir（I）与氮杂卡宾配位，随后串联独特的芳环双sp²碳-氢键金属化（图-1）。该方法可为这类有机金属配合物的合成提供了一种简单有效的合成模板（中国专利申请号：201911346377.1）。

图1. Ir-CCC pincer配合物1a-1c的合成

作者通过机理和理论计算结果证明，螺环结构对于该配合物的形成和稳定具有至关重要的作用。简单的六元环和五元环卡宾前体在进行第一步芳环碳-氢插入过程时具有更高的能垒（图-2，A4至A6），进而不能顺利发生双sp²碳-氢键金属化生成目标产物。

图2. 由卡宾前体S2制备Ir（III）CCC pincer化合物1a的反应势能面

在成功合成了一系列金属配合物后，作者对该类配合物的反应性质进行了初步的尝试。结果表明，铱-氯化物1b在苯乙烯衍生物的加成及烯烃的远程异构化反应中表现出良好的催化活性。作者推测该过程可能经历了Ir（III）/Ir（V）循环，相关机理研究正在进行中。

图3. 配合物1b催化的烯烃加成和异构化反应

相关成果发表于Science China Chemistry (2020, 63, 1761)。

Reference：

1. Bin-Miao Yang, Kai Xiang, Yong-Qiang Tu, Shi-Heng Zhang, Deng-Tao Yang, Shao-Hua Wang, Fu-Min Zhang. Chem. Commun. 2014, 50, 7163–7165.