Spin Order Transfer from a Parahydrogen Molecule to a Cyanide Ion in the Iridium Complex under the SABRE Conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A possibility of generating a high degree of spin polarization of 13C and 15N nuclei in the cyanide ion, which forms the coordination bond with the metal ion, using parahydrogen is demonstrated for the first time for the new iridium carbene complex as an example. The spin–spin interaction constants in the synthesized complex and the structure of the hydride intermediate are determined by an analysis of the 13С NMR spectra detected using broadband and selective heteronuclear decoupling. The cyanide ion is shown to coordinate to the metal ion by the carbon atom in one of two equatorial positions, and two pyridine molecules are arranged in the axial and equatorial positions. The signal amplification factors for 13С and 15N nuclei of the cyanide anion (5665 and –49 555, respectively) are estimated by NMR spectroscopy of the polarized substrate using the SABRE method from an ultralow magnetic field of 0.5 μT. This amplification corresponds to 15.5% polarization of nitrogen nuclei achieved within several seconds at room temperature.

About the authors

V. V. Novikov

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва; Россия, Московская обл., Долгопрудный

V. V. Zlobina

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia;
Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudny, Moscow oblast, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный

K. A. Spiridonov

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; Moscow State University, Moscow, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

I. A. Nikovskii

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва

A. S. Peregudov

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва

A. S. Kiryutin


International Tomography Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia; Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Новосибирск; Россия, Новосибирск

A. V. Yurkovskaya


International Tomography Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia; Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Новосибирск; Россия, Новосибирск

A. A. Polezhaev

Bauman State Technical University (National Research University), Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва

References

  1. Atkinson K.D., Cowley M.J., Duckett S.B. et al. // Inorg. Chem. 2009. V. 48. P. 663.
  2. Terreno E., Castelli D.D., Viale A. et al. // Chem. Rev. 2010. V. 110. P. 3019.
  3. Bhattacharya P., Ross B., Bünger R. // Exp. Biol. Med. 2009. V. 234. P. 1395.
  4. Carravetta M., Johannessen O.G., Levitt M.H. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. P. 153003.
  5. Ardenkjaer-Larsen J.H., Fridlund B., Gram A. // Proc. Natl. Acad. Sci. 2003. V. 100. P. 10158.
  6. Kaptein R., Oosterhoff L.J. // Chem. Phys. Lett. 1969. V. 4. P. 214.
  7. Becker J., Bermuth J., Ebert M. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1998. V. 402. P. 327.
  8. Frossati G. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1998. V. 402. P. 479.
  9. Bouchiat M.A., Carver T.R., Varnum C.M. // Phys. Rev. Lett. 1960. V. 5. P. 373.
  10. Bowers C.R., Weitekamp D.P. // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 57. P. 2645.
  11. Adams R.W., Aguilar J.A., Atkinson K.D. et al. // Science. 2009. V. 323. P. 1708.
  12. Eisenschmid T.C., Kirss R.U., Deutsch P.P. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1987. V. 109. P. 8089.
  13. Buntkowsky G., Theiss F., Lins J. et al. // RSC Adv. 2022. V. 12. P. 12477.
  14. Dücker E.B., Kuhn L.T., Münnemann K. et al. // J. Magn. Reson. 2012. V. 214. P. 159.
  15. Wong C.M., Fekete M., Nelson-Forde R. et al. // Catal. Sci. Technol. 2018. V. 8. P. 4925.
  16. Barskiy D.A., Knecht S., Yurkovskaya A.V. et al. // Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2019. V. 114. P. 33.
  17. Rayner P.J., Duckett S.B. // Angew. Chem. Int. Ed. 2018. V. 57. P. 6742.
  18. Garaeva V.V., Spiridonov K.A., Nikovskii I. A. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2022. V. 48. P. 572. https://doi.org/10.1134/S1070328422080036
  19. Kerr W.J., Reid M., Tuttle T. // ACS Catal. 2015. V. 5. P. 402.
  20. Shen M.-H., Ren X.-T., Pan Y.-P. et al. // Org. Chem. Front. 2018. V. 5. P. 46.
  21. Kiryutin A.S., Sauer G., Hadjiali S. et al // J. Magn. Reson. 2017. V. 285. P. 26.
  22. Hadjiali S., Bergmann M., Kiryutin A. et al // J. Chem. Phys. 2019. V. 151. P. 244201.
  23. Knecht S., Kiryutin A.S., Yurkovskaya A.V. et al. // J. Magn. Reson. 2018. V. 287. P. 10.
  24. Knecht S., Hadjiali S., Barskiy D.A. et al. // J. Phys. Chem. 2019. V. 123. P. 16288.
  25. Limbach H.-H., Ulrich S., Gründemann S. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1998. V. 120. P. 7929.
  26. Pravdivtsev A.N., Ivanov K.L., Yurkovskaya A.V. et al. // J. Magn. Reson. 2015. V. 261. P. 73.
  27. Haake M., Natterer J., Bargon J. // J. Am. Chem. Soc. 1996. V. 118. P. 8688.
  28. Kiryutin A.S., Yurkovskaya A.V., Zimmermann H. et al. // Magn. Reson. Chem. 2018. V. 56. P. 651.
  29. Zhukov I.V., Kiryutin A.S., Yurkovskaya A.V. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. P. 12396.
  30. Carlton L., Belciug M.-P. // J. Organomet. Chem. 1989. V. 378. P. 469.
  31. Kiryutin A.S., Yurkovskaya A.V., Ivanov K.L. // Chem. Phys. Chem. 2021. V. 22. P. 1470.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (39KB)
3.

Download (551KB)
4.

Download (345KB)
5.

Download (481KB)
6.

Download (217KB)
7.

Download (323KB)

Copyright (c) 2023 В.В. Злобина, К.А. Спиридонов, И.А. Никовский, А.С. Перегудов, А.С. Кирютин, А.В. Юрковская, А.А. Полежаев, В.В. Новиков

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».