04 Aug 2023
Химики из Германии синтезировали циклические сэндвичевые комплексы стронция, самария и европия с дианионом замещенного циклооктатетраена. В них 18 ионов металла координировались к 18 циклическим углеродным лигандам, образуя одно металлоорганическое кольцо. Как пишут авторы статьи в Nature, их исследование — первая успешная попытка синтеза циклических сэндвичевых соединений.
В классических сэндвичевых соединениях (например, в ферроцене) ион металла располагается между двумя циклическими углеродными лигандами, как кусок сыра между двумя ломтиками хлеба. Но существуют сэндвичи, в которых несколько ионов чередуются с несколькими лигандами, образуя многопалубную молекулу. Структура у таких молекул обычно линейная — то есть чередующиеся ионы металла и лиганды образуют вытянутую цепочку. Но если лиганд достаточно большой — эта цепочка может загибаться.
Загнуть эту цепочку до предела — образования цикла — удалось химикам под руководством Петера Роески (Peter W. Roesky) из Технологического института Карлсруэ. Для этого они смешали иодид стронция с солью, в которой роль катиона играл калий, а анионом был дважды отрицательно заряженный циклооктатетраен с двумя объемными силильными заместителями. При этом в растворе образовался комплекс стронция с четырьмя лигандами — замещенным циклооктатетраеном и четырьмя молекулами тетрагидрофурана (его использовали в качестве растворителя).
Затем, чтобы получить циклический продукт, химики упарили раствор комплекса, а получившийся порошок выкристаллизовали из смеси толуола и тетрагидрофурана. Выросшие монокристаллы ученые исследовали с помощью рентгеноструктурного анализа.
Анализ показал, что полученное вещество — это циклический сэндвичевый комплекс, представляющий собой нанокольцо, в котором ионы стронция и анионы циклооктатетраена чередуются друг с другом. Впоследствии такие же комплексы удалось получить и на основе других металлов — европия и самария.
Далее, чтобы объяснить неожиданное образование циклов, химики провели квантовохимические расчеты с помощью теории функционала плотности. Они показали, что в этих комплексах связи между лигандами и ионами металлов ионные — то есть, основной вклад в их прочность вносит простое электростатическое взаимодействие между катионами и анионами. Кроме того, расчеты показали, что образование наноколец термодинамически выгодно за счет дополнительных дисперсионных взаимодействий, возникающих только в циклической структуре.
Так химики обнаружили новый класс сэндвичевых соединений. Но найти у его первых представителей выдающихся свойств пока не удалось.
Источник: N+1
Фото: N + 1; Luca Münzfeld et al. / Nature, 2023
19 декабря 2023 года Международный институт развития научного сотрудничества «МИ ...
14 и 15 ноября в отеле «Националь» в Москве проходит III Международный форум «СМ ...
30 октября 2023 Центр научно-аналитической информации Института востоковедения Р ...
С 18 по 20 октября в Казани пройдет шестой международный «Медиафорум-2023: свобо ...
10-11 октября в Белграде прошла IX Международная встреча интеллектуалов на тему ...
Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист.
Доктор политических наук, профессор МГИМО
Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор
Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.
Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.