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本研究的作者包括Corina Stoian、Żaneta Wawrzyńczak、Pim Puylaert和Jens Beckmann，他们均来自德国不来梅大学的无机化学与晶体学研究所（Institut für Anorganische Chemie und Kristallographie, Universität Bremen）。该研究发表在《European Journal of Inorganic Chemistry》期刊上，预计于2025年正式出版。
本研究的主要科学领域是无机化学，特别是关于二茂铁基（ferrocenyl）和氮族元素（pnictogen）氯化物的合成与表征。氮族元素包括磷（P）、砷（As）、锑（Sb）和铋（Bi）。研究背景在于，氮族元素化合物因其独特的结构特征和配位性质，在催化有机反应中具有潜在应用价值。此外，这些化合物的氧化反应可以进一步探索其功能化与反应性。本研究的目的是通过化学氧化方法合成二茂铁基氮族元素氯化物，并系统研究其结构与性质。
研究分为多个步骤，主要包括以下内容：
氯化反应：
研究首先对三茂铁基氮族元素化合物（Fc3E，E = P, As, Sb, Bi）进行氯化反应。使用硫酰氯（SO2Cl2）作为氧化剂，在-80°C条件下进行反应。对于Fc3P和Fc3As，反应生成了相应的氯磷鎓盐和氯砷鎓盐[Fc3ECl][FeCl4]，分别以77%和82%的产率获得。对于Fc3Sb，反应生成了二氯化物Fc3SbCl2，产率为89%，同时还生成了混合价态的四氯锑酸盐Fc2SbCl4作为副产物。对于Fc3Bi，使用PCl5作为氧化剂，成功合成了Fc3BiCl2。
二茂铁基氮族元素氯化物的合成：
研究还通过锂化和锌化反应，从二茂铁基锂（FcLi）出发，合成了二茂铁基氮族元素氯化物Fc2ECl（E = Sb, Bi）。对于Fc2SbCl，进一步用硫酰氯进行氯化反应，生成了混合价态的四氯锑酸盐Fc2SbCl4。
结构表征：
所有合成的化合物均通过X射线晶体学进行了结构表征。例如，[Fc3ECl][FeCl4]（E = P, As）的结构显示出中心原子的扭曲四面体排列，而Fc3SbCl2和Fc3BiCl2的结构则显示出三角双锥几何构型。此外，Fc2SbCl4的结构显示锑原子具有六配位，且分子中存在混合价态的铁原子（Fe(II)和Fe(III)）。
光谱分析：
研究还使用了核磁共振（NMR）和高分辨质谱（HRMS）对化合物进行了光谱分析。例如，[Fc3PCl][FeCl4]的1H NMR谱显示了二茂铁基的特征信号，而Fc2SbCl4由于混合价态的存在，无法通过NMR进行表征。
氯化反应产物：
研究发现，使用硫酰氯作为氧化剂时，Fc3P和Fc3As生成了[Fc3ECl][FeCl4]盐，而Fc3Sb生成了Fc3SbCl2和Fc2SbCl4。对于Fc3Bi，只有使用更强的氧化剂PCl5才能生成Fc3BiCl2。
二茂铁基氮族元素氯化物的合成：
Fc2SbCl和Fc2BiCl通过锂化和锌化反应成功合成，但Fc2BiCl在溶液中会发生配体重新分配，生成Fc3Bi和BiCl3。
结构表征结果：
X射线晶体学分析显示，[Fc3ECl][FeCl4]（E = P, As）的中心原子呈现扭曲四面体排列，而Fc3SbCl2和Fc3BiCl2的中心原子呈现三角双锥几何构型。Fc2SbCl4的结构显示锑原子具有六配位，且分子中存在混合价态的铁原子。
本研究通过化学氧化方法成功合成了多种二茂铁基氮族元素氯化物，并系统研究了其结构与性质。研究结果表明，氮族元素的氧化反应随着原子序数的增加而变得更加困难，这与价层p轨道能量的增加趋势一致。此外，研究还发现，二茂铁基氮族元素氯化物在溶液中的稳定性与其配体和中心原子的性质密切相关。
本研究的科学价值在于，首次系统研究了二茂铁基氮族元素氯化物的合成与性质，为这类化合物的进一步功能化与应用提供了理论基础。此外，研究还揭示了氮族元素氧化反应的规律性，为相关领域的研究提供了重要参考。在应用价值方面，这些化合物在催化有机反应中具有潜在应用前景，特别是作为催化剂或反应中间体。
重要发现：
研究首次合成了多种二茂铁基氮族元素氯化物，并揭示了其结构与性质的关系。
方法创新：
研究采用了多种氧化剂（如硫酰氯和PCl5）进行氯化反应，并系统研究了反应条件对产物结构的影响。
研究对象特殊性：
研究对象为二茂铁基氮族元素氯化物，这类化合物在无机化学和催化领域具有重要研究价值。
研究还提供了详细的实验步骤和化合物表征数据，为其他研究者提供了可重复的实验方法。此外，研究还讨论了二茂铁基氮族元素氯化物在溶液中的稳定性问题，为相关领域的研究提供了重要参考。