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自從在1950年代人們首次發現二茂鐵分子，夾心結構化合物得到快速發展，目前人們目前得到結構廣泛的夾心化合物。這些夾心結構包含的元素包括元素周期表中各個部分，其中d區金屬二茂鐵分子由于具有18個價電子，因此穩定性最好。同時，含有14-20個價電子的化合物都被發現和報道。但是如何得到含有多于20個價電子的夾心結構分子仍非常困難，因為配體-金屬化學鍵鍵長拉長，而且可能影響Cp配體的哈普托數，導致這種分子通常具有較低的穩定性。

有鑒于此，Nature Chemistry編輯Joan Serrano-Plana總結報道最近報道的含有21個價電子的二茂鈷衍生分子，Co(CpNCp)。Co(CpNCp)在固相或溶液相都能夠保持穩定，通過吡啶螯合配體從而使用兩個Cp環和氮原子孤對電子與Co配位是制備該分子的關鍵。

主要內容：

（1）

研究人員通過單晶XRD、NMR、ESR、振動樣品磁強度（vibrating sample magnetometry）等方法與理論計算，系統的表征固態或液相的分子。此外，研究人員對電子密度進行實驗表征和理論計算研究，從而說明Co(CpNCp)的電子結構為21個價電子，配位結構為Co-N化學鍵與吡啶配位，同時與兩個Cp通過η⁵配位。

（2）

此外，作者通過加入等物質的量氧化劑與Co(CpNCp)反應，嘗試制備含有20個價電子的Co(CpNCp)分子，但是發現生成的二茂鈷陽離子分子無法保持Co-N化學鍵，因此得到的是18個價電子的分子。作者通過該反應方法制備其他d區金屬茂化合物，比如嘗試合成含有22個價電子的Ni-CpNCp復合物。但是反應的產物為缺少Ni-N化學鍵的二聚體分子。但是作者發展的這種合成方法有助于發展具有豐富價電子的d區金屬茂化合物。

參考文獻

Joan Serrano-Plana,  A 21-electron cobalt sandwich. Nat. Chem. 15, 1494 (2023)

DOI: 10.1038/s41557-023-01372-1

https://www.nature.com/articles/s41557-023-01372-1