Research Progress of Transuranic Organometallic Chemistry
Received date: 2023-05-07
Online published: 2023-07-21
Supported by
National Natural Science Foundation of China(22176191); National Natural Science Foundation of China(21925603)
Actinide organometallic compounds have attracted much attention due to their unique electronic structure and bonding properties. Due to the high toxicity and radioactivity of actinide, especially supersensitive to water and oxygen, the synthesis conditions and characterization methods of actinide organometallic compounds are harsh. In particular, transuranic elements are difficult to obtain, the research on transuranic organometallic chemistry is rarely reported due to the high level of radioactivity. In recent years, with the rapid development of synthesis and characterization techniques, some transuranic organometallic compounds with novel structures have been synthesized. The research on their electronic structure, bonding mode and physicochemical properties has further deepened the knowledge and understanding of transuranic elements. The recent studies on the synthesis and bonding properties of transuranic organometallic compounds are reviewed, which will provide guidance for the systematic understanding of the electronic structure and bonding rules of transuranic elements and the synthesis of novel structures of transuranic organometallic complexes.
Zhengjia Zhao , Kang Liu , Yan Guo , Jipan Yu , Weiqun Shi . Research Progress of Transuranic Organometallic Chemistry[J]. Acta Chimica Sinica, 2023 , 81(11) : 1633 -1641 . DOI: 10.6023/A23050212
| [1] | Fortier S.; Melot B. C.; Wu G.; Hayton T. W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15512. |
| [2] | Seaman L. A.; Walensky J. R.; Wu G.; Hayton T. W. Inorg. Chem. 2013, 52, 3556. |
| [3] | Fortier S.; Walensky J. R.; Wu G.; Hayton T. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11732. |
| [4] | Seaman L. A.; Pedrick E. A.; Tsuchiya T.; Wu G.; Jakubikova E.; Hayton T. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 10589. |
| [5] | Wang P.; Douair I.; Zhao Y.; Wang S.; Zhu J.; Maron L.; Zhu C. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 473. |
| [6] | Fang W.; Douair I.; Hauser A.; Li K.; Zhao Y.; Roesky P. W.; Wang S.; Maron L.; Zhu C. CCS Chem. 2021, 3, 3268. |
| [7] | Sun X.; Gong X.; Xie Z.; Zhu C. Chin. J. Chem. 2022, 40, 2047. |
| [8] | Feng G.; Zhang M.; Shao D.; Wang X.; Wang S.; Maron L.; Zhu C. Nat. Chem. 2019, 11, 248. |
| [9] | Du J.; Alvarez-Lamsfus C.; Wildman E. P.; Wooles A. J.; Maron L.; Liddle S. T. Nat. Commun. 2019, 10, 4203. |
| [10] | Staun S. L.; Sergentu D.C.; Wu G.; Autschbach J.; Hayton T. W. Chem. Sci. 2019, 10, 6431. |
| [11] | Yu J.; Liu K.; Wu Q.; Li B.; Kong X.; Hu K.; Mei L.; Yuan L.; Chai Z.; Shi W. Chin. J. Chem. 2021, 39, 2125. |
| [12] | King D. M.; Tuna F.; McInnes E. J. L.; McMaster J.; Lewis W.; Blake A. J.; Liddle S. T. Science 2012, 337, 717. |
| [13] | Arnold P. L.; Dutkiewicz M. S.; Walter O. Chem. Rev. 2017, 117, 11460. |
| [14] | Dutkiewicz M. S.; Apostolidis C.; Walter O.; Arnold P. L. Chem. Sci. 2017, 8, 2553. |
| [15] | Kaltsoyannis N. Chem.-Eur. J. 2018, 24, 2815. |
| [16] | Walter O. Chem.-Eur. J. 2019, 25, 2927. |
| [17] | Goodwin C. A. P.; Su J.; Stevens L. M.; White F. D.; Anderson N. H.; Auxier J. D.; Albrecht-Sch?nzart T. E.; Batista E. R.; Briscoe S. F.; Cross J. N.; Evans W. J.; Gaiser A. N.; Gaunt A. J.; James M. R.; Janicke M. T.; Jenkins T. F.; Jones Z. R.; Kozimor S. A.; Scott B. L.; Sperling J. M.; Wedal J. C.; Windorff C. J.; Yang P.; Ziller J. W. Nature 2021, 599, 421. |
| [18] | Baumg?rtner F.; Fischer E. O.; Laubereau P. Naturwissenschaften 1965, 52, 560. |
| [19] | Fischer E. O.; Laubereau P.; Baumg?rtner F.; Kanellakopulos B. J. Organomet. Chem. 1966, 5, 583. |
| [20] | Baumg?rtner F.; Fischer E. O.; Kanellakopulos B.; Laubereau P. Angew. Chem., Int. Ed. 1968, 7, 634. |
| [21] | Brown J. L.; Batista E. R.; Boncella J. M.; Gaunt A. J.; Reilly S. D.; Scott B. L.; Tomson N. C. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 9583. |
| [22] | Su J.; Windorff C. J.; Batista E. R.; Evans W. J.; Gaunt A. J.; Janicke M. T.; Kozimor S. A.; Scott B. L.; Woen D. H.; Yang P. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7425. |
| [23] | Brewster J. T.; Mangel D. N.; Gaunt A. J.; Saunders D. P.; Zafar H.; Lynch V. M.; Boreen M. A.; Garner M. E.; Goodwin C. A. P.; Settineri N. S.; Arnold J.; Sessler J. L. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 17867. |
| [24] | Brown J. L.; Gaunt A. J.; King D. M.; Liddle S. T.; Reilly S. D.; Scott B. L.; Wooles A. J. Chem. Commun. 2016, 52, 5428. |
| [25] | Dutkiewicz M. S.; Goodwin C. A. P.; Perfetti M.; Gaunt A. J.; Griveau J. C.; Colineau E.; Kovacs A.; Wooles A. J.; Caciuffo R.; Walter O.; Liddle S. T. Nat. Chem. 2022, 14, 342. |
| [26] | Pyykk? P. J. Phys. Chem. A 2015, 119, 2326. |
| [27] | Dutkiewicz M. S.; Farnaby J. H.; Apostolidis C.; Colineau E.; Walter O.; Magnani N.; Gardiner M. G.; Love J. B.; Kaltsoyannis N.; Caciuffo R.; Arnold P. L. Nat. Chem. 2016, 8, 797. |
| [28] | Arnold P. L.; Dutkiewicz M. S.; Zegke M.; Walter O.; Apostolidis C.; Hollis E.; Pecharman A. F.; Magnani N.; Griveau J. C.; Colineau E.; Caciuffo R.; Zhang X.; Schreckenbach G.; Love J. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 12797. |
| [29] | Myers A. J.; Tarlton M. L.; Kelley S. P.; Lukens W. W.; Walensky J. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 14891. |
| [30] | Dutkiewicz M. S.; Apostolidis C.; Walter O.; Arnold P. L. Chem. Sci. 2017, 8, 2553. |
| [31] | Fichter S.; Kaufmann S.; Kaden P.; Brunner T. S.; Stumpf T.; Roesky P. W.; M?rz J. Chem.-Eur. J. 2020, 26, 8867. |
| [32] | Apostolidis C.; Kovacs A.; Walter O.; Colineau E.; Griveau J. C.; Morgenstern A.; Rebizant J.; Caciuffo R.; Panak P. J.; Rabung T.; Schimmelpfennig B.; Perfetti M. J. Chem.-Eur. J. 2020, 26, 11293. |
| [33] | Trofimenko S. Chem. Rev. 1993, 93, 943. |
| [34] | Trofimenko S. Skorpionates: The Coordination Chemistry of Pyrazolylborate Ligands, World Scientific Publishing, London, 1999. |
| [35] | Marques N.; Sella A.; Takats J. Chem. Rev. 2002, 102, 2137. |
| [36] | Pettinari C. Scorpionates II: Chelating Borate Ligands, Imperial College Press, London, 2008. |
| [37] | Staun S. L.; Stevens L. M.; Smiles D. E.; Goodwin C. A. P.; Billow B. S.; Scott B. L.; Wu G.; Tondreau A. M.; Gaunt A. J.; Hayton T. W. Inorg. Chem. 2021, 60, 2740. |
| [38] | Goodwin C. A. P.; Janicke M. T.; Scott B. T.; Gaunt A. J. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 20680 |
| [39] | Shephard J. J.; Berryman V. E. J.; Ochiai T.; Walter O.; Price A. N.; Warren M. R.; Arnold P. L.; Kaltsoyannis N.; Parsons S. Nat. Chem. 2022, 13, 5923. |
| [40] | Seaborg G. T. The plutonium story, Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, LBL-13492. |
| [41] | Baumg?rtner F.; Fischer E. O.; Kanellakopulos B.; Laubereau P. Angew. Chem., Int. Ed. 1965, 4, 878. |
| [42] | Bagnall K. W.; Plews M. J.; Brown D. J. Organomet. Chem. 1982, 224, 263. |
| [43] | Bagnall K. W.; Plews M. J.; Brown D.; Fischer R. D.; Klhne E.; Landgraf G. W.; Sienel G. R. Dalton Trans. 1982, 1999. |
| [44] | Apostolidis C.; Dutkiewicz M. S.; Kovacs A.; Walter O. Chem.-Eur. J. 2018, 24, 2841. |
| [45] | Eisenberg D. C.; Streitwieser A.; Kot W. K. Inorg. Chem. 1990, 29, 10. |
| [46] | Streitwieser A. Jr.; Dempf D.; La Mar G. N.; Karraker D. G. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 7343. |
| [47] | Karraker D. G. Inorg. Chem. 1973, 12, 1105. |
| [48] | Solar J. P.; Burghard H. P. G.; Banks R. H.; Streitwieser Jr. A.; Brown D. Inorg. Chem. 1980, 19, 2186. |
| [49] | Apostolidis C.; Walter O.; Vogt J.; Liebing P.; Maron L.; Edelmann F. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 5066. |
| [50] | (a) Windorff C. J.; Chen G. P.; Cross J. N.; Evans W. J.; Furche F.; Gaunt A. J.; Janicke M. T.; Kozimor S. A.; Scott B. L. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3970. |
| [50] | (b) Seaborg G. T.; McMillan E. M.; Kennedy J. W.; Wahl A. C. Phys. Rev. 1946, 69, 366. |
| [50] | (c)The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 3rd ed., Eds.: Morss, L. R.; Edelstein, N. M.; Fuger, J.; Katz, J. J., Springer, Dordrecht, The Netherlands, 2006. |
| [51] | Langeslay R. R.; Fieser M. E.; Ziller J. W.; Furche F.; Evans W. J. Chem. Sci. 2015, 6, 517. |
| [52] | Magnani N.; Colineau E.; Griveau J. C.; Apostolidis C.; Walter O.; Caciuffo R. Chem. Commun. 2014, 50, 8171. |
| [53] | Windorff C. J.; Sperling J. M.; Albrecht-Schonzart T. E.; Bai Z.; Evans W. J.; Gaiser A. N.; Gaunt A. J.; Goodwin C. A. P.; Hobart D. E.; Huffman Z. K.; Huh D. N.; Klamm B. E.; Poe T. N.; Warzecha E. Inorg. Chem. 2020, 59, 13301. |
| [54] | Street Jr. K.; Ghiorso A.; Seaborg G. T. Phys. Rev. 1950, 79, 530. |
| [55] | Goodwin C. A. P.; Su J.; Albrecht-Schmitt T. E.; Blake A. V.; Batista E. R.; Daly S. R.; Dehnen S.; Evans W. J.; Gaunt A. J.; Kozimor S. A.; Lichtenberger N.; Scott B. L.; Yang P. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 11695. |
| [56] | Goodwin C. A. P.; Schlimgen A. W.; Albrecht-Schonzart T. E.; Batista E. R.; Gaunt A. J.; Yang P. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 9459. |
| [57] | Long B. N.; Beltrán-Leiva M. J.; Celis-Barros C. Nat. Commun. 2022, 13, 201. |
| [58] | Cross J. N.; Macor J. A.; Bertke J. A.; Ferrier M. G.; Girolami G. S.; Kozimor S. A.; Maassen J. R.; Scott B. L.; Shuh D. K.; Stein B. W.; Stieber S. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 12755. |
| [59] | Sperling J. M.; Warzecha E. J.; Celis-Barros C.; Sergentu D. C.; Wang X.; Klamm B. E.; Windorff C. J.; Gaiser A. N.; White F. D.; Beery D. A.; Chemey A. T.; Whitefoot M. A.; Long B. N.; Hanson K.; Kogerler P.; Speldrich M.; Zurek E.; Autschbach J.; Albrecht-Schonzart T. E. Nature 2020, 583, 396. |
| [60] | Morss L. R.; Edelstein N. M.; Fuger J. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 4th ed., Vols 1-6, 2011. |
| [61] | Kelley M. P.; Popov I. A.; Jung J.; Batista E. R.; Yang P. Nat. Commun. 2020, 11, 1558. |
| [62] | Kaltsoyannis N. Chem.-Eur. J. 2018, 24, 2815. |
| [63] | Wu Q. Y.; Lan J. H.; Wang C. Z.; Cheng Z. P.; Chai Z. F.; Gibson J. K.; Shi W. Q. Dalton Trans. 2016, 45, 3102. |
| [64] | Lukens W. W.; Speldrich M.; Yang P.; Duignan T. J.; Autschbach J.; K?gerler P. Dalton Trans. 2016, 45, 11508. |
| [65] | Berryman V.; Shephard J. J.; Ochiai T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 16804. |
/
| 〈 |
|
〉 |
