介绍
1,3 - 二碘丙烷（1,3-Diiodopropane，简称 DIP）化学分子式为 C₃H₆I₂，在 C-I 键断裂、金属环中间体形成有所应用。分子结构以丙烷碳链为骨架，两个碘原子分别占据两端的亚甲基碳位，形成对称的双官能团结构。碘原子的强电负性（2.66）使 C-I 键具有极性，键能约 209 kJ/mol，显著低于 C-C 键（348 kJ/mol）和 C-H 键（413 kJ/mol）。常温下为无色至淡黄色液体，易挥发，具有卤代烃特有的轻微刺激性气味。
图一 1,3-二碘丙烷
构象
在固态与吸附态下，1,3-二碘丙烷存在三种主要构象：反式 - 反式（AA）、反式 - gauche（AG）和 gauche-gauche（GG），其中 GG 构象能量最低，是常温下的优势构象。吸附于 MoAl 合金表面时，低覆盖度下主要以 GG 构象存在，升温至 200 K 后部分转化为 AA 构象，同时可能形成直立式构象，构象变化与表面相互作用密切相关。
光谱特征：红外光谱中，C-H 伸缩振动峰位于 2955、2882、2832 cm⁻¹，特征官能团振动峰集中在 1414、1343、1275 cm⁻¹，其中 1197 cm⁻¹ 处的强吸收峰为 GG 构象的标志性峰。
MoAl合金表面吸附反应
1,3-二碘丙烷分子态的 I 3d₅/₂结合能为 620.2 eV，C-I 键断裂后生成的吸附态碘原子结合能为 619.2 eV。
吸附与 C-I 键断裂
1,3-二碘丙烷在 80 K 时以分子态吸附于 MoAl 合金表面，低覆盖度下分子平躺于表面，高覆盖度时形成多层吸附层；GG 构象为主要吸附构象，吸附过程中无明显化学键形成，仅通过范德华力与表面作用。C-I 键断裂是 DIP 在表面的首要反应，始于 175 K，200 K 时完全断裂，显著低于 1 - 碘丙烷的 C-I 键断裂温度（160-200 K）。断裂过程中，碘原子以吸附态沉积于表面，丙烷碳链片段与合金表面形成化学键合，I 3d₅/₂信号从 620.2 eV 逐渐转移至 619.2 eV，证实分子态碘向原子态碘的转化。
图二 钼铝合金吸附1,3-二碘丙烷后的反射-吸收红外光谱
中间体形成与转化路径
C-I 键断裂后，DIP 的碳链片段在 MoAl 合金表面形成 C₃金属环中间体（metallacycle），路径一生成丙烯金属环中间体首先发生脱氢反应，形成 η³- 烯丙基中间体（allylic intermediate），随后与表面氢原子结合生成二 σ 键合的丙烯，最终在 320 K 左右脱附。RAIRS 检测到 200 K 时出现 1190 cm⁻¹ 处的亚甲基扭曲振动峰，证实烯丙基中间体的存在。
路径二C-C 键断裂生成乙烯与甲烷金属环中间体发生 C-C 键断裂，生成乙烯和表面吸附的亚甲基物种（CH₂），乙烯在 280 K 左右脱附，亚甲基物种快速与表面氢结合生成甲烷并脱附。TPD 实验中，26 amu（乙烯）和 16 amu（甲烷）的脱附峰温度均为 280 K，且乙烯产率显著高于丙烯，证实该路径是 DIP 在 MoAl 合金表面的优势反应路径。
氢原子与H-D交换反应
在预吸附氘气（D₂）的MoAl合金表面，1,3-二碘丙烷的金属环中间体可与氘原子结合，生成丙烷氘代物（如 C₃H₆D₂、C₃H₂D₄），主要脱附温度为 240 K 和 300 K，分别对应直接氢化产物与 H-D 交换产物。DIP 与表面氘的交换反应中，43-48 amu（丙烯氘代物）的脱附峰温度（300 K）高于 49-51 amu（丙烷氘代物）（280 K），且未检测到全氘代产物（C₃D₈），表明交换反应主要通过烯丙基 - 丙烯中间体循环进行。
反应机理
1,3-二碘丙烷在 MoAl 合金表面形成的C₃金属环中间体，其分解行为与He´risson-Chauvin 烯烃复分解机理密切相关。该机理认为，烯烃复分解的核心步骤是亚甲基插入烯烃的C-金属键形成金属环中间体，再通过逆插入反应生成新烯烃[1]。
参考文献
[1] Gao F, Wang Y L, Tysoe W T. The Surface Chemistry of Propylene, 1-Iodopropane, and 1,3-Diiodopropane on MoAl Alloy Thin Films Formed on Dehydroxylated Alumina[J]. The Journal of Physical Chemistry B, 2006, 110(25): 12555-12571.