Lanthanide (Sm, Dy) Complexes with the 9,10-Phenanthrenediimine Redox-Active Ligand: Synthesis and Structures

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The complex formation of the redox-active ligand bis(N, N’-2,6-diisopropylphenyl)-9,10-phenanthrenediimine (DippPDI) with alkaline metal (Li, K) and lanthanide (Sm, Dy) cations is studied. The reduction of DippPDI with an alkaline metal excess affords the dianionic form of the ligand (DippPDA2–), which crystallizes with the potassium cation as the coordination polymer [K2(DippPDA)(Thf)3] (Thf is tetrahydrofuran, THF). The reaction of equimolar amounts of the lithium salt with the dianionic form of the ligand and neutral diimine affords the lithium complex with the radical-anion form (DippPSI•–) crystallized as [Li(DippPSI)(Thf)2]. The samarium(III) complex [SmCp*(DippPDA)(Тhf)] (I) is formed by the reduction ofDippPDI with samarocene [Sm (Thf)2] (Cp* is pentamethylcyclopentadienide): both the samarium(II) cation and Cp*– anion are oxidized in the reaction.DippPDI does not react with similar ytterbocene. The dysprosium(III) complexes are synthesized by the ion exchange reactions between DyI3(Thf)3.5 and potassium or lithium salt with theDippPDA2-dianion. Similar complexes [Dy(DippPDA)I(Thf)2] (IIThf) and [Dy(DippPDA)I(Thf)(Et2O)] () are formed in the reactions with the potassium salt depending on the solvent used: a THF-hexane or a diethyl ether-n-hexane mixture, respectively. The coordination of the dysprosium cation by the π system of the conjugated fragment of the NCCN ligand is observed in IIThf, whereas in this coordination is absent. The reaction with Li2(DippPDA) affords the binary complex salt [Li(Тhf)3(Et2O)][DyI2(DippPDA)(Тhf)] (III, crystallization from a THF-Et2O mixture). The crystallization from THF gives the [Li(Тhf)4][DyI2(DippPDA)(Thf)] salt (III') containing the same anion as III. The structures of all new complexes are studied by X-ray diffraction (XRD, CIF files CCDC nos. 2260307–2260313).

Full Text

Restricted Access

About the authors

D. K. Sinitsa

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch

Author for correspondence.
Email: sinitsa@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

D. P. Akimkina

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch; Novosibirsk State University

Email: sinitsa@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

T. S. Sukhikh

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch

Email: sinitsa@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

S. N. Konchenko

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch

Email: sinitsa@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

N. A. Pushkarevskii

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch

Email: sinitsa@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

References

  1. Kaim W. // Inorg. Chem. 2011. V. 50. № 20. P. 9752.
  2. Tezgerevska T., Alley K. G., Boskovic C. // Coord. Chem. Rev. 2014. V. 268. P. 20.
  3. Wada T., Tanaka K., Muckerman J. T., Fujita E. // Mol. Water Oxid. Catal. 2014. P. 77.
  4. Kobayashi K., Ohtsu H., Wada T. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. № 22. P. 6729.
  5. Lippert C. A., Arnstein S. A., Sherrill C. D., Soper J. D. // J. Am. Chem. Soc. 2010. V. 132. № 11. P. 3879.
  6. Abakumov G. A., Poddel’sky A.I., Grunova E. V. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. V. 44. № 18. P. 2767.
  7. Bruni S., Caneschi A., Cariati F. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1994. V. 116. № 4. P. 1388.
  8. Bubnov M. P., Kozhanov K. A., Skorodumova N. A. et al. // J. Mol. Struct. 2019. V. 1180. P. 878.
  9. Piskunov A. V., Lado A. V. Fukin G. K. et al. // Heteroat. Chem. 2006. V. 17. № 6. P. 481.
  10. Kabachnik M. I., Bubnov N. N., Solodovnikov S. P., Prokof’ev A.I. // Russ. Chem. Rev. 1984. V. 53. № 3. P. 288.
  11. Hay M. A., Boskovic C. // Chem. A Eur. J. 2021. V. 27. № 11. P. 3608.
  12. Pushkarevsky N. A., Ogienko M. A., Smolentsev A. I. et al. // Dalton Trans. 2016. V. 45. № 3. P. 1269.
  13. Kuzyaev D. M., Vorozhtsov D. L., Druzhkov N. O. et al. // J. Organomet. Chem. 2012. V. 698. P. 35.
  14. Caneschi A., Dei A., Gatteschi D. et al. // Dalton Trans. 2004. № 7. P. 1048.
  15. Klementyeva S. V., Lukoyanov A. N., Afonin M. Y. et al. // Dalton Trans. 2019. V. 48. № 10. P. 3338.
  16. Coughlin E. J., Zeller M., Bart S. C. // Angew. Chem. Int. Ed. 2017. V. 56. № 40. P. 12142145.
  17. Maleev A. A., Trofimova O. Y., Pushkarev A. P. et al. // Nanotechnologies Russ. 2015. V. 10. № 7–8. P. 613.
  18. Sinitsa D. K., Sukhikh T. S., Konchenko S. N., Pushkarevsky N. A. // Polyhedron. 2021. V. 195. P. 114967.
  19. Subhedar Y., Ramachandra V. // Asian J. Chem. 1994. V. 6. № 2. P. 277.
  20. Ramachandra V., Patil B. // Curr. Sci. 1976. V. 45. № 19. P. 686.
  21. Su J., He F., Qi X., Wang J. // Huaxue Yu Shengwu Gongcheng. 2011. V. 28. № 4. P. 36.
  22. Schoo C., Bestgen S., Egeberg A. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2019. V. 58. № 13. P. 4386.
  23. Reinfandt N., Michenfelder N., Schoo C. et al. // Chem. Eur. J. 2021. V. 27. № 29. P. 7862.
  24. Trifonov A. A., Shestakov B. G., Lyssenko K. A. et al. // Organometallics. 2011. V. 30. № 18. P. 4882.
  25. Fedushkin I. L., Yambulatov D. S., Skatova A. A. et al. // Inorg. Chem. 2017. V. 56. № 16. P. 9825.
  26. Fedushkin I. L., Maslova O. V., Baranov E. V., Shavyrin A. S. // Inorg. Chem. 2009. V. 48. № 6. P. 2355.
  27. Fedushkin I. L., Maslova O. V., Morozov A. G. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2012. V. 51. № 42. P. 105847.
  28. Groom C. R., Bruno I. J., Lightfoot M. P., Ward, S.C. // Acta Crystallogr. B. 2016. V. 72. № 2. P. 171.
  29. Evans W. J., Grate J. W., Choi H. W. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1985. V. 107. № 18. P. 941.
  30. Mironova O. A., Sukhikh T. S., Konchenko S. N., Pushkarevsky N. A. // Polyhedron. 2019. V. 159. P. 337.
  31. Cherkasov V. K., Druzhkov N. O., Kocherova T. N. et al. // Tetrahedron. 2012. V. 68. № 5. P. 1422.
  32. Sheldrick G. M. // Acta Crystallogr. Sect. A. 2015. V. 71. № 1. P. 3–8.
  33. Sheldrick G. M. // Acta Crystallogr. Sect. C. 2015. V. 71. № 1. P. 3–8.
  34. Dolomanov O. V., Bourhis L. J., Gildea R. J. et al. // J. Appl. Crystallogr. 2009. V. 42. № 2. P. 339.
  35. Veauthier J. M., Schelter E. J., Carlson C. N. et al. // Inorg. Chem. 2008. V. 47. № 13. P. 5841.
  36. Abakumov G. A., Druzhkov N. O., Kocherova T. N. et al. // Dokl. Chem. 2016. V. 467. № 2. P. 109.
  37. Duraisamy R., Liebing P., Harmgarth N. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2019. V. 2019. № 28. P. 3343.
  38. Gao B., Luo X., Gao W. et al. // Dalton Trans. 2012. V. 41. № 9. P. 2755.
  39. Mironova O. A., Sukhikh T. S., Konchenko S. N., Pushkarevsky N. A. // Inorg. Chem. 2022. V. 61. № 39. P. 15484.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Cyclic voltammogram of the DippPDI ligand (THF, V = 0.2 V/s, relative to Ag+/Ag, c = 2 × × 10-3 mol/L, Pt electrode, Ar, 0.1 M Bu4NBF4).

Download (71KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Characteristic fluctuations in the IR spectra of compounds DIPPPDI, [Li(DippPSI)(Thf)2], [K2(dippPDA)(Thf)3], I, II and III.

Download (158KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The structure of the independent part in the structure of [K2(DippPDA)(Thf)3] according to XRD data (a); the mutual arrangement of three molecules of the complex in a crystalline package (b). Hydrogen atoms and methyl groups of Dipp substituents are not shown, hydrocarbon fragments are shown in simplified form; π-coordination is shown in dotted lines lines.

Download (174KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The structure of [Li(DippPSI)(Thf)2] according to the RSA data. Hydrogen atoms and methyl groups of Dipp substituents are not shown, hydrocarbon fragments are shown in a simplified form.

Download (106KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Structure of the [SmCp*(DippPDA)(Thf)] complex (I). Hydrogen atoms and methyl groups of Dipp substituents are not shown, hydrocarbon fragments are shown in a simplified form.

Download (120KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The structure of the complexes [DyI(DippPDA)(Thf)(Et2O)] (IIEt2O) (a), [DyI(DippPDA)(Thf)2] (IIThf) (b). Hydrogen atoms and methyl groups of Dipp substituents are not shown, hydrocarbon fragments are shown in simplified form; π-coordination is shown by dotted lines.

Download (212KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Structure of the double complex salt [Li(Thf)4][DyI2(DippPDA)(Thf)] (III'). Hydrogen atoms and methyl groups of Dipp substituents are not shown, hydrocarbon fragments are shown in a simplified form.

Download (133KB)
Indexing metadata
9. Scheme 1. Generalized structure of the studied ligands and redox transitions in them (a); the most studied types of diimine redox-active ligands and the ligand studied in this work (b).

Download (167KB)
Indexing metadata
10. Scheme 2. Preparation of complexes with the DippPDA2 ligand in redox reactions.

Download (77KB)
Indexing metadata
11. Scheme 2. Synthesis of complexes using ion exchange reactions.

Download (133KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

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».