Lanthanide Complexes with 1,4,7-Trimethyl-1,4,7-triazacyclononane
- Authors: Degtyareva S.S.1,2, Bardonov D.A.1,2, Lysenko K.A.2,3, Minyaev M.E.1,4, Nifantyev I.E.1,2,3, Roitershtein D.M.1,2,4
-
Affiliations:
- Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences
- Higher School of Economics
- Lomonosov Moscow State University
- Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 50, No 5 (2024)
- Pages: 334-343
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0132-344X/article/view/265272
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0132344X24050059
- EDN: https://elibrary.ru/NKBSRA
- ID: 265272
Cite item
Full Text
Abstract
The reaction of 1,4,7-trimethyl-1,4,7-triazacyclononane with samarium, gadolinium, and terbium chloride tetrahydrofuranates gives mononuclear complexes [LnCl3(Me3tacn)(THF)n] (Me3tacn = 1,4,7-trimethyl-1,4,7-triazacyclononane; Ln = Sm (I), Gd (II), n = 1; Ln = Tb (III), n = 0). The treatment of complexes I or II with 1,2,4-triphenylcyclopentadienyl potassium affords mono(cyclopentadienyl) complexes [CpPh3LnCl2(Me3tacn)] (CpPh3 = = 1,2,4-triphenylcyclopentadienyl; Ln = Sm (IV), Gd (V)). Complexes IV and V are formed even when a twofold excess of CpPh3K is used. The molecular structure of complexes I–V was established by X-ray diffraction analysis (CCDC nos. 2299485 (I), 2299487 (II), 2299486 (III), 2305352 (IV), 2306051 (V)).
Keywords
Full Text
Координационные и металлоорганические соединения лантанидов в последние годы привлекают все большее внимание исследователей, поэтому особую важность приобретает задача получения доступных предшественников для синтеза таких соединений [1]. Наиболее широко как прекурсоры используются безводные хлориды лантанидов LnCl3 и их аддукты с тетрагидрофураном LnCl3(THF)x с переменным содержанием ТГФ (THF = тетрагидрофуран). Однако низкая растворимость этих соединений в большинстве органических растворителей ограничивает их использование. В связи с этим многие исследователи предпринимали попытки получить моноядерные галогенидные комплексы лантанидов, иттрия и скандия с четко определенным составом и строением, типа [MCl3(L)n], где L – лиганд-донор пары электронов, координированный ионом Ln3+. Среди прочих были, например, получены комплексы [LnCl3(DME)2]n, [LnCl3(триэтиленгликоль)n], [LnC13(THF)2(tmeda)], [LnCl3(Py)4] (DME = 1,2-диметоксиэтан, Tmeda = тетраметилэтилендиамин, Py = пиридин) [2–6]. Такие аддукты хлоридов РЗЭ обладают повышенной растворимостью в органических растворителях, поскольку введение полидентатных лигандов в координационную сферу препятствует образованию менее растворимых полиядерных комплексов.
Мы предположили, что использование тридентатного N-донорного лиганда 1,4,7-триметил-1,4,7-триазациклононана (Me3tacn) позволит получить моноядерные комплексы типа [LnCl3(Me3tacn)(THF)n], обладающие повышенной, по сравнению с LnCl3 и LnCl3(THF)x, растворимостью в органических растворителях.
Известен ряд металлоорганических ([CpPh3LnCl2(Me3tacn)] (Ln = Nd, Tb, [7]), [CpNd(BH4)2(Me3tacn)] [8] и [Ln(Alkyl)3–nCln(Me3tacn)] (Ln = La, Y, Sc, [9–13])) и координационных ([MI3(Me3tacn)(THF)] (M = La, U, [14, 15]), [LnHal3(Me3tacn)] (Ln = Y, Sc, [9, 14, 16, 17] соединений трехвалентных f-элементов с 1,4,7-триметил-1,4,7-триазациклононаном. Все структурно охарактеризованные комплексы, за исключением биядерного комплекса [{YI2(Me3tacn)}2(μ-O)] [17], содержащего мостиковый атом кислорода, являются моноядерными соединениями. Исследования комплексов с Me3tacn были в основном сосредоточены на производных лантана, иттрия и скандия, в то время как примеры комплексов лантанидов середины 4f-ряда остаются немногочисленными.
Цель настоящей работы – синтез и изучение структуры галогенидных комплексов самария, гадолиния и тербия с триметилтриазациклононаном, а также оценка возможности использования этих соединений в качестве синтетических предшественников циклопентадиенильных комплексов лантанидов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Синтез соединений I–V проводили в атмосфере предварительно очищенного аргона в среде безводных растворителей с использованием перчаточного бокса СПЕКС-ГБ2. Тетрагидрофуран предварительно сушили над NaOH и перегоняли над калием/бензофеноном. Гексан перегоняли над натрий-калиевой эвтектикой/бензофеноном. Тетрагидрофуран-d8 хранили над натрий калиевой эвтектикой в вакуумированной ампуле. LnCl3(THF)3 (Ln = Sm, Gd, Tb) [18] получали в соответствии с известными методиками. Соединение CpPh3H (CpPh3 = 1,2,4-трифенилциклопентадиенил) [19] перекристаллизовывали из абсолютного этанола и высушивали в вакууме. KH (30 вес.% дисперсия в минеральном масле) промывали абсолютным гексаном и высушивали в вакууме. Гексаметилдисалазан (99.9%, Fujifilm) перегоняли в атмосфере аргона и дегазировали. KHMDS (HMDS = гексаметилдисилазид) получали из KH и гексаметилдисилазана в толуоле. 1,4,7-Триметил-1,4,7-триазациклононан получали по известной методике [20], высушивали над безводным сульфатом натрия и дегазировали в вакууме. Спектры ЯМР регистрировали на приборе Bruker AVANCE III HD (400 МГц). Элементный анализ комплексов I–V проводили на приборе PerkinElmer 2400 Series II elemental CHNS/O analyzer. Содержание металла определяли комплексонометрическим титрованием ЭДТА с индикатором ксиленоловым оранжевым. Содержание хлорид-ионов определяли потенциометрическим титрованием стандартным раствором нитрата серебра.
Синтез [SmCl3(Me3tacn)(THF)] (I). Раствор 0.034 г (0.2 ммоль) Me3tacn в 4 мл ТГФ при перемешивании добавляли к суспензии 0.098 г (0.18 ммоль) SmCl3(THF)4 в 10 мл ТГФ. Реакционную смесь перемешивали 12 ч. Раствор отделили от осадка центрифугированием (4000 об/мин, 7 мин), осадок промыли 5 мл ТГФ. К объединенному раствору осторожно добавляли 20 мл гексана, избегая смешения слоев. Через 3 сут получили бесцветные кристаллы. Кристаллы сушили в динамическом вакууме. Выход бесцветных кристаллов I 0.044 г (0.088 ммоль, 49%).
Спектр ЯМР 1H (ТГФ-d8; δ, м.д.): 0.96 с. (9H, CH3), 3.56 (6H, CH2), 4.46 м. (6H, CH2). Спектр ЯМР 13C{1H} (ТГФ-d8; δ, м.д.): 49.5 (CH3), 61.6 (CH2).
Найдено, %: C 30.98; H 5.79; N 8.24.
Для C13H29N3OCl3Sm
вычислено, %: C 31.22; H 5.85; N 8.40.
Пригодные для РСА кристаллы получали в результате медленной диффузии гексана в раствор I в ТГФ.
Синтез [GdCl3(Me3tacn)(THF)] (II) выполняли по описанной выше методике исходя из 0.086 г (0.5 ммоль) Me3tacn и 0.230 г (0.48 ммоль) GdCl3(THF)3. Выход бесцветных кристаллов II 0.165 г (0.327 ммоль, 68%).
Найдено, %: C 29.35; H 5.55; N 8.64; Cl 21.20; Gd 30.71.
Для C13H29N3OCl3Gd
вычислено, %: C 30.79; H 5.77; N 8.29; Cl 21.01; Gd 31.04.
Пригодные для РСА кристаллы получали в результате медленной диффузии гексана в раствор II в ТГФ. Заниженные данные элементного анализа по углероду могли быть следствием либо частичной диссоциации координированного ТГФ при высушивании в вакууме, либо образования карбида гадолиния при проведении элементного анализа. Для подтверждения сохранения целостности образца после высушивания в вакууме содержание металла и хлора в комплексе определяли титриметрическими методами.
Синтез [TbCl3(Me3tacn)] (III) выполняли по описанной выше методике исходя из 0.034 г (0.2 ммоль) Me3tacn и 0.087 г (0.18 ммоль) TbCl3(THF)3. Выход бесцветных кристаллов III 0.051 г (0.117 ммоль, 65%).
Найдено, %: C 25.02; H 4.79; N 9.63.
Для C9H21N3Cl3Tb
вычислено, %: C 24.75; H 4.85; N 9.63.
Пригодные для РСА кристаллы получали в результате медленной диффузии гексана в раствор III в ТГФ.
Синтез [CpPh3SmCl2(Me3tacn)](THF) (IV). Раствор 0.040 г (0.2 ммоль) KHMDS в 1 мл толуола при перемешивании добавили к раствору 0.059 г (0.2 ммоль) CpPh3H в 3 мл толуола. Реакционную смесь перемешивали 10 мин, выпавший осадок CpPh3K отделяли центрифугированием (4000 об/мин, 4 мин), промывали 3 мл толуола и растворяли в 4 мл ТГФ. Раствор CpPh3K аккуратно добавляли к раствору 0.100 г I в 6 мл ТГФ, избегая смешения слоев. Через 2 сут образовались кристаллы и дисперсный осадок. Кристаллы отделяли от осадка декантацией, промывали 5 мл ТГФ и высушивали в динамическом вакууме. Выход оранжевых кристаллов IV–0.068 г (0.099 ммоль, 50%).
Найдено, %: C 56.21; H 5.18; N 6.13.
Для C32H38N3Cl2Sm
вычислено, %: C 56.04; H 5.59; N 6.13.
Пригодные для РСА кристаллы получали в результате медленной диффузии раствора CpPh3K в ТГФ раствора I в ТГФ. Судя по данным РСА, элементарная ячейка комплекса IV содержит одну молекулу ТГФ. Эта молекула растворителя теряется при высушивании в вакууме.
Синтез [CpPh3GdCl2(Me3tacn)](THF) (V) выполняли по описанной выше методике исходя из 0.100 г (0.5 ммоль) KHMDS, 0.147 г (0.5 ммоль) CpPh3H и 0.252 г (0.5 ммоль) II. Выход бесцветных кристаллов V 0.150 г (0.216 ммоль, 43%).
Найдено, %: C 54.89; H 5.46; N 5.62.
Для C32H38N3Cl2Gd
вычислено, %: C 55.48; H 5.53; N 6.07.
Пригодные для РСА кристаллы получали в результате медленной диффузии раствора CpPh3K в ТГФ раствора II в ТГФ. Судя по данным РСА элементарная ячейка комплекса V содержит одну молекулу ТГФ. Эта молекула растворителя теряется при высушивании в вакууме.
РСА комплексов I–IV проведен на дифрактометре Bruker Quest D8 (детектор Photon-III, MoKα-излучение, ω-сканирования). Интенсивности отражений получены по программе SAINT [21]. Учет поглощения кристаллом проведен полуэмпирически по эквивалентным отражениям в программе SADABS [22]. РСА комплекса V проведен на дифрактометре Rigaku Synergy S (κ-геометрия, детектор HyPix6000HE, CuKα-излучение, ω-сканирования). Интенсивности отражений получены и аналитически скорректированы по программе CrysAlisPro [23]. Структуры расшифрованы прямым методом в программе SHELXT [24] и уточнены МНК в анизотропном полноматричном приближении по F2hkl по программе SHELXL-2018 [25]. При уточнении разупорядоченных фрагментов использованы ограничения для параметров атомных смещений и позиционных параметров (DFIX и EADP). Атомы водорода во всех структурах рассчитаны по модели жесткого тела (расстояние C–H = 0.980Å для метильных и 0.990Å для метиленовых атомов водорода) и уточнены в относительном изотропном приближении Uизо(H) = 1.2Uэкв(C). Основные кристаллографические данные и параметры уточнения для соединений I–V приведены в табл. 1.
Таблица 1. Основные кристаллографические данные и параметры уточнения для соединений I–V
Параметр | Значение | ||||
I | II | III | IV | V | |
Брутто-формула | C13H29N3OCl3Sm | C13H29N3OCl3Gd | C9H21N3Cl3Tb | C32H38N3Cl2Sm, C4H8O | C32H38N3Cl2Gd, C4H8O |
М | 500.09 | 506.99 | 436.56 | 758.01 | 764.91 |
T, K | 120(2) | 120(2) | 100(2) | 100(2) | 100.0(1) |
Длина волны излучения, Å | 0.71073 | 0.71073 | 0.71073 | 0.71073 | 1.54184 |
Кристаллическая система | Моноклинная | Моноклинная | Моноклинная | Моноклинная | Моноклинная |
Пр. группа | P21/n | P21/n | P21/c | P21/n | P21/n |
Z (Zʹ) | 4 (1) | 4 (1) | 4 (1) | 4 (1) | 4 (1) |
a, Å | 9.7572(3) | 9.7763(12) | 12.6526(7) | 13.7403(7) | 13.7240(1) |
b, Å | 14.9777(5) | 14.9323(17) | 7.6238(4) | 15.3557(9) | 15.3412(1) |
c, Å | 12.6648(4) | 12.6683(18) | 15.8926(9) | 15.9646(9) | 16.0315(1) |
β, град | 91.2293(10) | 91.226(4) | 90.481(2) | 101.431(2) | 101.477(1) |
V, Å3 | 1850.41(10) | 1848.9(4) | 1532.96(15) | 3301.6(3) | 3307.82(4) |
ρ(выч.), г/см–3 | 1.795 | 1.821 | 1.892 | 1.525 | 1.536 |
μ, мм–1 | 3.608 | 4.022 | 5.117 | 1.974 | 14.701 |
F(000) | 996 | 1004 | 848 | 1548 | 1556 |
2θmax, град (полнота) | 58 (0.999) | 59 (1.000) | 62 (0.996) | 59 (0.998) | 136 (1.000) |
Число измеренных отражений | 18385 | 18229 | 68955 | 32791 | 48724 |
Число независимых отражений | 4913 | 4920 | 5535 | 9196 | 6039 |
Число отражений с I > 2σ(I) | 3975 | 3787 | 4432 | 7087 | 5875 |
Количество уточняемых параметров | 197 | 197 | 162 | 384 | 426 |
R1 (I > 2σ(I)) | 0.0317 | 0.0373 | 0.0465 | 0.0501 | 0.0729 |
wR2 (все данные) | 0.0681 | 0.0783 | 0.1212 | 0.1184 | 0.1805 |
GOOF | 1.058 | 1.011 | 1.139 | 1.037 | 1.075 |
Остаточная электронная плотность (min/max), e Å–3 | –1.302/0.623 | –1.324/1.038 | –2.685/1.911 | –1.096/2.129 | –1.106/3.893 |
Координаты атомов и другие параметры структур I–V депонированы в Кембриджском банке структурных данных (CCDC № 2299485–2299487, 2305352, 2306051, deposit@ccdc.cam.ac.uk или http://www.ccdc.cam.ac.uk/data_request/cif).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Действие раствора 1,4,7-триметил-1,4,7-триазациклононана на суспензии тетрагидрофуранатов хлоридов самария и гадолиния в ТГФ приводит к быстрому растворению осадков LnCl3(THF)x и образованию бесцветных растворов комплексов [LnCl3(Me3tacn)(THF)] (Ln = Sm (I), Gd (II); схема 1). Добавление гексана к полученным растворам приводит к образованию бесцветных кристаллов комплексов I и II. Комплексы I и II образуются даже при проведении реакции с тремя эквивалентами Me3tacn. Оба соединения умеренно растворимы в ТГФ и пиридине, но не растворимы в углеводородных растворителях, тогда как родственный комплекс [LaI3(Me3tacn)(THF)] умеренно растворим в толуоле [14]. Для самария и гадолиния комплексы такого типа ранее не были известны.
Схема 1. Синтез комплексов I и II
Строение полученных соединений установлено методом РСА. Комплексы самария и гадолиния изоструктурны и кристаллизуются в пространственной группе P21/n. Атомы лантанидов координированы тремя атомами азота Me3tacn, тремя хлоридными лигандами и атомом кислорода молекулы ТГФ, координационные числа равны 7 (рис. 1).
Рис. 1. Молекулярное строение комплекса I в представлении атомов эллипсоидами тепловых колебаний (ρ = 50%). Атомы водорода и разупорядоченность координированной молекулы ТГФ не показаны для упрощения рисунка
Координационные полиэдры самария и гадолиния, согласно расчетам по программе SHAPE version 2.1 [26], лучше всего описываются как одношапочные октаэдры с приблизительной симметрией С3v. Значения оценок близости координационных полиэдров металлов к идеальному одношапочному октаэдру составляют 0.759 и 0.684 для I и II соответственно (при значении оценки 0 координационный полиэдр металла соответствует эталонному полиэдру, значение оценки меньше 1 отражает небольшое искажение полиэдра [26]). Если же принять, что Me3tacn занимает одно место в координационной сфере, то координационный полиэдр каждого из ионов Ln3+ представляет собой искаженную тригональную бипирамиду. Длины связей Ln–N находятся в достаточно узком диапазоне 2.604(3)–2.650(3) и 2.588(3)–2.624(3) Å для I и II соответственно (табл. 2).
Таблица 2. Основные структурные параметры комплексов I–V*
Параметр | I | II | III | IV | V |
Длины связей Ln–N, Å | 2.604(3)–2.650(3) | 2.588(3)–2.624(3) | 2.500(6)–2.530(5) | 2.599(3)–2.690(3) | 2.589(4)–2.677(5) |
Расстояния Ln–Me3tacnцентроид, Å | 2.031 | 2.000 | 1.882 | 2.032 | 2.013 |
Разность расстояния Ln–Me3tacnцентроид и ионного радиуса Ln3+, Å | 1.011 | 1.000 | 0.959 | 0.953 | 0.960 |
Длины связей Ln–Cl, Å | 2.6496(9)– 2.6580(9) | 2.621(1)–2.634(1) | 2.571(2)–2.580(2) | 2.618(1), 2.643(1) | 2.595(1), 2.627(1) |
Длины связей Ln–OTHF, Å | 2.559(2) | 2.551(3) | |||
Расстояние Ln–(ClClCl), Å | 0.683 | 0.681 | 1.144 |
* Для комплекса III приведены структурные параметры фрагмента с большей заселенностью.
В спектре ЯМР 1H комплекса самария (I) наблюдаются три сигнала: синглет протонов метильных групп и два сигнала неэквивалентных протонов метиленовых групп, что свидетельствует о сохранении С3-симметричного строения комплекса в растворе и его структурной жесткости. Неэквивалентность протонов CH2-групп этилиденовых фрагментов свидетельствует о малой подвижности координированного 9-членного цикла, что очевидно обусловлено прочным связыванием лиганда с металлом, сохраняющимся даже в растворе ТГФ (рис. 2).
Рис. 2. Спектр ЯМР 1H комплекса I. На вставке приведен укрупненный фрагмент спектра с сигналом при 4.46 м.д.
Взаимодействие Me3tacn с тетрагидрофуранатом хлорида тербия TbCl3(THF)3 в ТГФ приводит к образованию комплекса [TbCl3(Me3tacn)] (III) (схема 2). В индивидуальном виде III был получен перекристаллизацией из смеси ТГФ–гексан в соотношении 1 : 1. Комплекс III умеренно растворим в ТГФ и пиридине, но не растворим в углеводородных растворителях.
Схема 2. Синтез комплекса III
Строение комплекса III было установлено методом РСА. Комплекс III изоструктурен описанным ранее комплексам иттрия [YCl3(Me3tacn)] и скандия [ScCl3(Me3tacn)], [ScF2Cl(Me3tacn)] [16, 17]. Фрагмент {TbCl3} разупорядочен по двум положениям, соотношение заселенностей составляет 96 : 4. Атом тербия в III координирован тремя хлоридными лигандами и тремя атомами азота Me3tacn, координационное число равно 6 (рис. 3). Расстояние Tb–Me3tacnцентроид составляет 1.882 Å, что меньше аналогичного расстояния в комплексе [CpPh3TbCl2(Me3tacn)] (1.990 Å) [7], однако соответствует ему с поправкой на уменьшение координационного числа. Разности расстояний Tb–Me3tacnцентроид и ионных радиусов Tb3+ для КЧ 6 и 8 составляют 0.959 и 0.950 Å для III и [CpPh3TbCl2(Me3tacn)] соответственно. Согласно расчетам по программе SHAPE version 2.1, координационный полиэдр тербия лучше всего описывается как искаженный октаэдр (значение оценки близости составляет 2.027 для фрагмента с большей заселенностью [26]).
Рис. 3. Молекулярное строение комплекса III в представлении атомов эллипсоидами тепловых колебаний (ρ = 50%). Атомы водорода и разупорядоченность фрагмента {TbCl3} не показаны
От описанных выше комплексов I и II комплекс III отличается отсутствием координированного к металлу ТГФ, что, вероятнее всего, связано с меньшим радиусом иона Tb3+ по сравнению с ионами Sm3+ и Gd3+.
Мы предположили, что комплексы I–III можно использовать в качестве исходных реагентов для синтеза металлоорганических производных лантанидов. Ранее комплексы типа [LnCl3(Me3tacn)] использовались только для получения алкильных производных лантанидов [9, 12, 16]. По сравнению с широко используемыми тетрагидрофуранатами хлоридов лантанидов LnCl3(THF)x комплексы I–III обладают двумя существенными преимуществами: четко определенным строением и лучшей растворимостью в органических растворителях. Чтобы продемонстрировать возможность подобного применения, мы получили моно(циклопентадиенильные) комплексы исходя из соединений I и II. При действии одного эквивалента 1,2,4-трифенилциклопентадиенилкалия CpPh3K на комплексы I и II в тетрагидрофуране образуются соответствующие моно(циклопентадиенильные) комплексы [CpPh3LnCl2(Me3tacn)] (Ln = Sm (IV), Gd (V); схема 3). Комплексы IV и V имеют крайне низкую растворимость в ТГФ и не растворяются в других органических растворителях.
Схема 3. Синтез комплексов IV и V
Использование двух эквивалентов CpPh3K в реакциях с I и II также приводит к получению моно(циклопентадиенильных) комплексов, бис(циклопентадиенильные) производные не образуются. Отметим, что для родственного комплекса урана [UI3(Me3tach)2], содержащего более лабильный шестичленный гетероцикл 1,3,5-триметилтриазациклогексан-1,3,5, реакции замещения галогенидных лигандов на циклопентадиенильные не останавливаются на моно(циклопентадиенильных) производных, а протекают до образования трис(циклопентадиенильных) комплексов [15].
Возможность получения моно(циклопентадиенильных) комплексов типа IV и V исходя из моно(циклопентадиенил)-дихлоридных ат-комплексов лантанидов и триметилтриазациклононана была показана нами ранее на примере комплексов неодима и тербия [7].
Строение комплексов IV и V было определено методом РСА (рис. 4), они изоструктурны описанным нами ранее комплексам неодима и тербия [7]. Расстояние Sm–Cpцентроид составляет 2.556 Å, оно заметно больше аналогичных расстояний в других моно(циклопентадиенильных) комплексах самария (например, оно составляет 2.451 Å в [CpSmBr2(THF)3] [27], 2.463 Å в [(C9H7)SmI2(THF)3] [28] и 2.452 Å в [(Me5C5)SmI2(THF)3] [29]), что, вероятно, связано с эффективным взаимодействием Sm–Me3tacn. Более корректное сравнение можно провести для комплекса гадолиния, в нем расстояние Gd–Cpцентроид составляет 2.546 Å, тогда как в родственном моно(трифенилциклопентадиенильном) комплексе [{CpPh3GdCl2(THF)}2KCl(THF)]2 для двух кристаллографически неэквивалентных атомов гадолиния расстояния Gd–Cpцентроид равны 2.444 Å и 2.458 Å [30].
Рис. 4. Молекулярное строение комплекса IV в представлении атомов эллипсоидами тепловых колебаний (ρ = 50%). Атомы водорода, молекула ТГФ и разупорядоченность одного из фенильных заместителей не показаны
Значения углов разворота фенильных групп относительно циклопентадиенильного кольца в IV и V находятся в диапазоне, типичном для моно(трифенилциклопентадиенильных) комплексов лантанидов [31], для комплекса самария они составляют 38.0° и 46.9° для заместителей в положениях 1 и 2 циклопентадиена и 9.1° и 13.3° – для заместителя в положении 4 (два значения из-за разупорядоченности). Для обоих комплексов наблюдаются короткие контакты C–H···π между одной из метильных групп Me3tacn и ипсо- и орто-атомами углерода фенильного заместителя в положении 4 циклопентадиена (расстояния H···С находятся в диапазоне 2.39–2.50 Å для IV и 2.33–2.52 Å для V).
В результате данной работы были получены и структурно охарактеризованы комплексы хлоридов лантанидов с триазациклононановым лигандом. Комплексы самария и гадолиния, в отличие от комплекса тербия, имеющего меньший ионный радиус, содержат координированные к металлу молекулы ТГФ. На примере комплекса самария продемонстрирована структурная жесткость триазациклононановых комплексов в растворе ТГФ-d8, N-донорный лиганд в растворе остается координированным к металлу. На примере комплексов самария и гадолиния изучена возможность использования триазациклононановых комплексов лантанидов в качестве исходных соединений для получения циклопентадиенильных производных. Лигандный обмен между соединениями I и II, а также трифенилциклопентадиенилкалием приводит к получению моно(циклопентадиенильных) комплексов IV и V. Использование избытка CpPh3K не приводит к образованию бис(циклопентадиенильных) комплексов. Эффективное взаимодействие Ln–Me3tacn в IV и V приводит к увеличению расстояний Ln–Cpцентроид по сравнению с аналогичными моно(циклопентадиенильными) комплексами лантанидов без дополнительных лигандов.
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
ФИНАНСИРОВАНИЕ
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 22-13-00312).
About the authors
S. S. Degtyareva
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences; Higher School of Economics
Email: kostya@xray.ineos.ac.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow
D. A. Bardonov
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences; Higher School of Economics
Email: kostya@xray.ineos.ac.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow
K. A. Lysenko
Higher School of Economics; Lomonosov Moscow State University
Author for correspondence.
Email: kostya@xray.ineos.ac.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow
M. E. Minyaev
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences; Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences
Email: kostya@xray.ineos.ac.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow
I. E. Nifantyev
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences; Higher School of Economics; Lomonosov Moscow State University
Email: kostya@xray.ineos.ac.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow
D. M. Roitershtein
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences; Higher School of Economics; Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences
Email: roiter@yandex.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow
References
- Ortu, F., Chem. Rev., 2022, vol. 122, no. 6, p. 6040.
- Baisch, U., DellʹAmico, D.B., Calderazzo, F., et al., Inorg. Chim. Acta, 2004, vol. 357, no. 5, p. 1538.
- Rogers, R.D., Voss, E.J., and Etzenhouser, R.D., Inorg. Chem., 1988, vol. 27, no. 3, p. 333.
- Gompa, T.P., Rice, N.T., Russo, D.R., et al., Dalton Trans., 2019, vol. 48, no. 23, p. 8030.
- Petricek, S., Demsar, A., and Golic, L., Polyhedron, 1998, vol. 18, nos. 3–4, p. 529.
- Li, J.-S., Neumuller, B., and Dehnicke, K., Z. Anorg. Allg. Chem., 2002, vol. 628, no. 1, p. 45.
- Bardonov, D.A., Komarov, P.D., Ovchinnikova, V.I., et al., Organometallics, 2021, vol. 40, no. 9, p. 1235.
- Sadrtdinova, G.I., Bardonov, D.A., Lyssenko, K.A., et al., Mendeleev Commun., 2023, vol. 33, no. 3, p. 357.
- Mortis, A., Maichle-Mossmer, C., and Anwander, R., Organometallics, 2023, vol. 42, no. 11, p. 1158.
- Bigmore, H.R., Lawrence, S.C., Mountford, P., et al., Dalton Trans., 2005, vol. 34, no. 4, p. 635.
- Lawrence, S.C., Ward, B.D., Dubberley, S.R., et al., Chem. Commun., 2003, vol. 39, no. 23, p. 2880.
- Barisic, D., Diether, D., Maichle-Mossmer, C., et al., J. Am. Chem. Soc., 2019, vol. 141, no. 35, p. 13931.
- Bambirra, S., Meetsma, A., and Hessen, B., Acta Crystallogr., Sect. E: Struct. Rep. Online, 2007, vol. 63, no. 12, p. m2891.
- Wedal, J.C., Ziller, J.W., and Evans, W.J., Dalton Trans., 2023, vol. 52, no. 15, p. 4787.
- Wedal, J.C., Murillo, J., Ziller, J.W., et al., Inorg. Chem., 2023, vol. 62, no. 15, p. 5897.
- Hajela, S., Schaefer, W.P., and Bercaw, J.E., J. Organomet. Chem., 1997, vol. 532, nos 1-2, p. 45.
- Curnock, E., Levason, W., Light, M.E., et al., Dalton Trans., 2018, vol. 47, no. 17, p. 6059.
- Edelmann, F.T. and Poremba, P., Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry (Herrman/Brauer), Edelmann, F.T. and Herrmann, W.A., Eds., Stuttgart, 1997, p. 34.
- Hirsch, S.S. and Bailey, W.J., Org. Chem., 1978, vol. 43, no. 21, p. 4090.
- Madison, S.A. and Batal, D.J., US Patent 5284944A, 1994.
- APEX-III, Madison: Bruker AXS Inc., 2019.
- Krause, L., Herbst-Irmer, G.M., Sheldrick, D., et al., J. Appl. Crystallogr., 2015, vol. 48, p. 3.
- CrysAlisPro. Rigaku Oxford Diffraction, Version 1.171.42, 2023.
- Sheldrick, G.M., Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Adv., 2015, vol. 71, p. 3.
- Sheldrick, G.M., Acta Crystallogr., Sect. C: Struct. Chem., 2015, vol. 71, p. 3.
- Cirera, J., Ruiz, E., and Alvarez, S., Organometallics, 2005, vol. 24, no. 7, p. 1556.
- Stellfeldt, D., Meyer, G., and Deacon, G.B., Z. Anorg. Allg. Chem., 1999, vol. 625, no. 8, p. 1252.
- Evans, W.J., Gummerschmeir, T.S., and Ziller, J.W., Appl. Organomet. Chem., 1995, vol. 9, nos 5-6, p. 437.
- Bienfait, A.M., Wolf, B.M., Tornroos, K.W., et al., Organometallics, 2016, vol. 35, no. 21, p. 3743.
- Roitershtein, D.M., Puntus, L.N., Vinogradov, A.A., et al., Inorg. Chem., 2018, vol. 57, no. 16, p. 10199.
- Degtyareva, S.S., Bardonov, D.A., Lysenko, K.A., et al., Russ. J. Coord. Chem., 2023, vol. 49, no. 8, p. 513. https://doi.org/10.1134/S107032842370063X
Supplementary files
