與陽離子作用弱的陰離子稱為非配位陰離子,或更準確稱為弱配位陰離子。[1][2]非配位陰離子在研究親電試劑的活性時很有用。它們通常是配位數不飽和的金屬配合物中陽離子的平衡離子(電荷相反使整體顯電中性)。這些特殊離子是均相烯烴聚合催化劑必需的成分,其中活性催化中心配位數不飽和,是過渡金屬配合物陽離子。例如,它們用於平衡14粒價電子的陽離子[Cp2ZrR]+(R為甲基或增長的聚乙烯鏈)。由非配位陰離子衍生出的配合物已用於催化氫化、矽氫加成反應(hydrosilylation)、低聚化(oligomerization)以及烯烴的活性聚合。使用非配位陰離子普遍有助了解含抓氫鍵的配合物,其中碳氫化合物和氫是配體。非配位陰離子通常是布朗斯特酸和路易斯酸的混合物,是許多超強酸的重要成分。
前BARF[3]時代
20世紀90年代以前認為[BF4]−、[PF6]−和[ClO4]−是弱配位陰離子。目前已經知道這些離子能與金屬中心結合。[4]四氟硼酸根和六氟磷酸根能與帶較高正電荷的金屬離子配位(例如Zr4+),這些陽離子能從上述兩種陰離子中奪取氟原子。其他陰離子,例如三氟甲磺酸根能與一些陽離子形成弱的配位鍵。
BARF時代
20世紀90年代,隨着[B[3,5-(CF3)2C6H3]4]−離子的引入,這個領域發生了重大變革。這種離子通常簡寫成[BArF4]−並被親切地稱為「BARF」。[5]這種離子的配位能力遠比四氟硼酸根(BF4−)、六氟磷酸根(PF6−)和高氯酸根(ClO4−)弱,使得對親電性更強的陽離子進行研究成為可能。[6]相關的四面體離子包括四(五氟苯基)硼酸根、B(C6F5)4-和Al(OC(CF3)3)4-。
![Thumb](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/NonCoordAnion2011.png/640px-NonCoordAnion2011.png)
![Thumb](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/BArF-3D-balls.png/640px-BArF-3D-balls.png)
在這些龐大的硼酸根與鋁酸根中,負電荷被分攤到許多負電性的原子上。相關的離子都是三(五氟苯基)硼(B(C6F5)3)的衍生物。這些離子的另一個優點是它們形成的鹽更易溶於非極性有機溶劑,例如二氯甲烷、甲苯,某些情況下甚至烷烴也可以。極性溶劑例如乙腈、四氫呋喃和水易於結合親電中心,因此這時使用非配位陰離子是毫無意義的。
B[3,5-(CF3)2C6H3]4−的鹽最早由小林及他的同事報道,因此有時被稱作小林離子。[7]小林的製備方法已經被更安全的路線取代。[5]
作為非配位陰離子前體的中性分子是強路易斯酸,例如三氟化硼(BF3)和五氟化磷(PF5)。一種值得注意的此類路易斯酸是三(五氟苯基)硼(B(C6F5)3),能從配合物中奪取烷基配體:[8]
- (C5H5)2Zr(CH3)2 + B(C6F5)3 → [(C5H5)2Zr(CH3]+[(CH3B(C6F5)3]-
其他類型的非配位陰離子
非配位陰離子的另一大類是碳硼烷陰離子CB11H12-的衍生物。第一種三配位的矽化合物——[(均三甲苯基)3Si][HCB11Me5Br6]就含有碳硼烷的衍生物。[9]
參考資料
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