顺磁核磁共振首次在超低位移下探测到氢原子与铁的直接结合

一种表示基于DFT建模的方案

来源:©美国化学学会

在基于DFT建模的指导下,预测了中旋质子核磁共振谱中氢化物共振的化学位移范围,并检测到方形平面铁配合物在−3560ppm处的宽共振,在223到383K之间的温度依赖性位移约为2000 ppm

第一次,3分d采用顺磁溶液核磁共振(NMR)技术检测金属结合态氢原子。在计算模型的帮助下,化学家们将其确定为- 3560ppm,这是迄今为止发现的最极端的上场质子化学位移。

大多数化学家已经习惯了抗磁质子的锐峰和精细的自旋-自旋耦合模式。1H NMR。但是顺磁性化合物的光谱——那些具有未配对电子的化合物,如自由基或一些金属——看起来不同:它们具有广泛的信号和大约200ppm的化学位移范围。

例如,在抗磁性二茂铁中,氢原子的化学位移约为4ppm,但顺磁性二甲基新镍的质子可以在200和-200ppm处发现。直接与顺磁金属结合的氢原子有更极端的位移,到目前为止,氢化物与3键结合d顺磁中心从未被溶液核磁共振检测到。

化学家们现在发现了一个氢原子在- 3560ppm的方形平面复合物中与铁结合,这是迄今为止记录到的位移最大的质子信号。信号的位置也非常依赖于温度,在-50到110°C之间移动2000ppm。

为了确定正确的化学位移范围,研究人员转向了密度泛函理论计算。模拟预测的氢浓度为-3770ppm。

研究人员指出,像平面铁复合物这样的顺磁性金属化合物可以催化还原,这就是为什么表征它们很重要的原因。

注:本文于2019年1月3日修订。最初的报告错误地指出,核磁共振从未检测到与顺磁性金属中心结合的氢原子