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Enlance cuadruple de metal a metal en complejos de tipo rueda de paletas

Visión general

Fuente: Corey Burns, Tamara M. Powers, Departamento de química, Texas A & M University

Complejos de rueda son una clase de compuestos de dos iones del metal (1st, 2ndo metales de transición de fila de 3rd ) celebrados en proximidad de cuatro ligandos puente (más comúnmente formamidinates o carboxilatos) (figura 1). Variar la identidad de los iones metálicos y el ligando puente proporciona acceso a grandes familias de conjuntos de rueda. La estructura de los complejos de rueda permite vinculación de metal-metal, que desempeña un papel vital en la estructura y la reactividad de estos complejos. Debido a la diversidad de estructuras electrónicas que están disponibles para rueda complejos - y las correspondientes diferencias en el enlace de la M-M de estas estructuras - rueda complejos han encontrado aplicación en diversas áreas, tales como en homogéneo Catálisis y como bloques de construcción para el metal-organic frameworks (MOF). Comprender la estructura electrónica de los bonos M-M en rueda complejos es fundamental para entender sus estructuras y así a la aplicación de estos complejos de coordinación química y catálisis.

Figure 1
Figura 1. Estructura general de los complejos de la rueda, donde M puede ser 1st, 2ndo 3rd fila de metales de transición.

Cuando dos metales de transición se sitúan en las proximidades d-superposición de orbitales, que puede resultar en la formación de enlaces M-M. Superposición de d -orbitarios puede formar tres tipos de enlaces - σ, π y δ - dependiendo de la simetría de los orbitales involucrados. Si asignamos el eje molecular ser coplanares con el vínculo de M-M, un enlace σ está formado por el traslapo de los orbitarios de dz2 y enlaces π se forman por solapamiento de orbitales dyz los dxz . Δ los bonos son generados por la superposición de d-orbitarios que tienen dos nodos planares (dxy y dx2y2). Como resultado, todos los cuatro lóbulos de la d-traslapo orbital y el correspondiente enlace δ tiene dos nodos planares (figura 2). En teoría, con la adición de enlaces δ, rueda complejos son capaces de soportar bonos quíntuples o cinco enlaces entre los átomos del metal. 1 en los más complejos, el dx2y2 forma fuertes enlaces metal-ligando y no contribuye significativamente a M M Unión. Así, lazos cuádruples son del orden de máxima adherencia en muchos complejos.

Figure 2
Figura 2. Representación visual de σ, π y δ vinculación MOs resultante de la combinación lineal de metal d-orbitarios. Los orbitales atómicos dz2 tienen el mejor solapamiento espacial, seguido del dxz y orbitales dyz . Los orbitales atómicos dxy tienen la menor cantidad de superposición espacial.

En este video, sintetizamos la dimolybdenum rueda complejo Mo2(ArNC(H)NAr)4, donde Ar = p-(MeO) C6H4, que cuenta con un enlace cuádruple. Vamos a caracterizar el compuesto por espectroscopia de RMN y usar Cristalografía de rayos x para estudiar el enlace M-M.

Procedimiento

1. síntesis del ligando ArN (H) C (H) NAr, donde Ar = p-(MeO) C6H4 (figura 5)2

  1. Combinar (0.050 mol) de 6,0 g de p -anisidina y 4,2 mL (0.025 mol) de triethylorthoformate de 100 mL ronda matraz de fondo con una barra de agitación magnética.
  2. Coloque una cabeza de destilación al matraz de reacción.
  3. Sin dejar de agitar, calentar la reacción en un baño de aceite a reflujo (120 ° C). Una vez que se logra

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Resultados

NAr de ligando ArN (H) C (H)
Producción: 3,25 g (53%). 1 H RMN (cloroformo -d, 500 MHz, δ, ppm): 8.06 (s, 1 H, NHC -HN), 6,99 (día, 4 H, aromáticos C -H, J = 8,7 Hz), 6.86 (día, 4 H, aromáticos C -H, J = 9,0 Hz), 3.80 (s, 6 H, - OCH3).

Mo Mo complejo2(ArNC(H)NAr)4
Rendi...

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Aplicación y resumen

En este video, nos enteramos de Unión M-M. Hemos sintetizado un dinuclear molibdeno complejo cuenta con un enlace cuádruple. Enlaces cuádruples constan de tres tipos de bonos diferentes, incluyendo enlaces σ, π y δ. Se recogieron datos de difracción de rayos x de monocristal y observó una corta longitud de enlace Mo-Mo consistente con un compuesto quadruply servidumbre.

Rueda complejos, como el Mo2 complejo preparado aquí, mostrar una amplia gama de propiedades y así encue...

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Referencias
  1. Nguyen, T., Sutton, A. D., Brynda, M., Fettinger, J. C., Long, G. J., Power, P. P. Synthesis of a stable compound with fivefold bonding between two chromium(I) centers. Science. 310(5749), 844-847 (2005).
  2. Lin, C., Protasiewicz, J. D., Smith, E. T., Ren, T. Linear free energy relationship in dinuclear compounds. 2. Inductive redox tuning via remote substituents in quadruply bonded dimolybdenum compounds. Inorg Chem. 35(22), 6422-6428 (1996).
  3. Cotton, F. A., Murillo, C. A., Walton, R. A. Eds. Multiple Bonds Between Metal Atoms, 3rd ed. Springer. New York, NY. (2005).
  4. Nakamura, E., Yoshikai, N., Yamanaka, M. Mechanism of C−H Bond Activation/C−C Bond Formation Reaction between Diazo Compound and Alkane Catalyzed by Dirhodium Tetracarboxylate. J Am Chem Soc. 124 (24), 7181-7192 (2002).
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0:04

Overview

1:03

The Quadruple Metal-Metal Bond

3:49

Synthesis of Ligand ArN(H)C(H)NAr (Ar = p-(MeO)C6H4)

5:09

Synthesis of Molybdenum Paddlewheel Complex

6:40

Single Crystal Growth

7:53

Results

9:18

Applications

10:41

Summary

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