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2024-04-24 11:16:39

Al3O4+的Fe取代Al2FeO4+结构、C-H键反应性

柏林洪堡大学Joachim Sauer、莱比锡大学Knut R. Asmis等报道了通过光谱学、计算化学对Al3O4+在Fe气态取代反应过程中的变化情况进行表征,作者通过多参考态MR(multireference)波函数计算方法进行修正。
本文要点:
(1)
作者发现Al3O4+具有以三价O原子(C3v)锥形结构。当将其中的Al原子替换为Fe原子,得到平面结构双环结构分子,端基具有Al-O·-自由基位点,并且具有Fe+Ⅲ/O-Ⅱ向Fe+Ⅱ/O-Ⅰ的电荷转移过程。通过红外光剪切红外光谱(IRPD),测试了Al2FeO4+的气相振动光谱和结构能够很好的相符,通过多参考态MR波函数计算获得了结构上稳定的异构体。
(2)
作者发现,Al2FeO4+的稳定异构体可能在C-H键活化反应中展现非常高的反应活性,该作用和含有Al-O·-端基结构的Al8O12+非常类似。相比而言,DFT计算结果显示,反应性更差的Al3O4+类似的同晶取代物Al2FeO4+是最稳定结构。
参考文献
Fabian Müller, Julius B. Stückrath, Florian A. Bischoff, Laura Gagliardi, Joachim Sauer*, Sreekanta Debnath, Marcel Jorewitz, and Knut R. Asmis*
Valence and Structure Isomerism of Al2FeO4+: Synergy of Spectroscopy and Quantum Chemistry, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c07158
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07158

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