Влияние растворителя на структурные и термодинамические характеристики комплексов брома и его производных с азотсодержащими донорами: квантово-химическое исследование

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Cтруктурные и термодинамические характеристики молекулярных донорно-акцепторных комплексов BrCl, Br2, IBr с азотсодержащими основания Льюиса рассчитаны квантово-химическим методом M06-2X/def2-TZVP в газовой фазе, в бензоле и в ацетонитриле в рамках SMD модели. Показано, что полярность растворителя оказывает существенное влияние на структурные характеристики и стабилизацию комплексов по отношению к процессу диссоциации. В случае комплексов BrCl в полярном ацетонитриле для всех исследованных оснований Льюиса в комплексах реализуется трехцентровая четырехэлектронная связь N–Br–Cl.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Помогаева

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.y.timoshkin@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5131-4240
Россия, Санкт-Петербург, 199034

А. С. Лисовенко

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.y.timoshkin@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7443-0124
Россия, Санкт-Петербург, 199034

А. Ю. Тимошкин

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.y.timoshkin@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1932-6647
Россия, Санкт-Петербург, 199034

Список литературы

  1. Murray J.S., Paulsen K., Politzer P. // Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.) 1994. Vol. 106. P. 267. doi: 10.1007/BF02840749
  2. Desiraju G.R., Shing Ho P., Kloo L., Legon A.C., Marquardt R., Metrangolo P., Politzer P., Resnati G., Rissanen K. // Pure Appl. Chem. 2013. Vol. 85. P. 1711. doi: 10.1351/PAC-REC-12-05-10
  3. Varadwaj P.R., Varadwaj A., Marques H.M., Yamashita K. // Cryst. Growth Des. 2024. Vol. 24. P. 5494. doi: 10.1021/acs.cgd.4c00228
  4. Ma Y.X., Yin H.L., Yang J., Lin H.T., Chen S.H., Zhou J., Zhuo S.P., Wang X.D. // Adv. Opt. Mater. 2022. Vol. 11. P. 2201000. doi: 10.1002/adom.202201000
  5. Tepper R., Schubert U.S. // Angew. Chem. Int. Ed. 2018. Vol. 57. P. 6004. doi: 10.1002/anie.201707986
  6. Yang H., Wong M.W. // Molecules. 2020. Vol. 25. P. 1045. doi: 10.3390/molecules25051045
  7. Mahmudov K.T., Gurbanov A.V., Guseinov F.I., Guedes da Silva M.F.C. // Coord. Chem. Rev. 2019. Vol. 387. P. 32. doi: 10.1016/j.ccr.2019.02.011
  8. Gropp C., Quigley B.L., Diederich F. // J. Am. Chem. Soc. 2018. Vol. 140. P. 2705. doi: 10.1021/jacs.7b12894
  9. Peluso P., Chankvetadze B. // Chem. Rev. 2022. Vol. 122. P. 13235. doi: 10.1021/acs.chemrev.1c00846
  10. Ivanov D.M., Bokach N.A., Kukushkin V.Yu., Frontera A. // Chem. Eur. J. 2022. Vol. 28. P. e202280262. doi: 10.1002/chem.202280262
  11. Teyssandier J., Mali K.S., De Feyter S. // ChemistryOpen. 2020. Vol. 9. P. 225. doi: 10.1002/open.201900337
  12. Costa P.J., Nunes R., Vila-Viçosa D. // Expert Opin. Drug. Discov. 2019. Vol. 14. P. 805. doi: 10.1080/17460441.2019.1619692
  13. Brammer L., Peuronen A., Roseveare T.M. // Acta Crystallogr. (C). 2023. Vol. 79. P. 204. doi: 10.1107/S2053229623004072
  14. Marstokk K.-M., Stromme K.O. // Acta Crystallogr. (B). 1968. Vol. 24. P. 713. doi: 10.1107/S0567740868003067
  15. Mascal M., Richardson J.L., Blake A.J., Li W.-S. // Tetrahedron Lett. 1996. Vol. 37. P. 3505. doi: 10.1016/0040-4039(96)00564-3
  16. Weinberger C., Hines R., Zeller M., Rosokha S.V. // Chem. Commun. 2018. Vol. 54. P. 8060, doi: 10.1039/C8CC04629H
  17. Kunkel F., Maichle-Mossmer C., Strahle J., Dehnicke K. // Z. anorg. allg. Chem. 2001. Vol. 627. P. 2445. doi: 10.1002/1521-3749(200111)627:11<2445::AID-ZAAC2445>3.0.CO;2-W
  18. Pomogaeva A.V., Lisovenko A.S., Timoshkin A.Y. // Russ. J. Gen. Chem. 2024. Vol. 94. P. S40. doi: 10.1134/S1070363224140068
  19. Pomogaeva A.V., Lisovenko A.S., Timoshkin A.Y. // J. Comp. Chem. 2025. Vol. 46. P. e27507. doi: 10.1002/jcc.27507
  20. Pröhm P., Berg W., Rupf S.M., Müller C., Riedel S. // Chem. Sci. 2023. Vol. 14. P. 2325. doi: 10.1039/D2SC06757A
  21. Pomogaeva A.V., Lisovenko A.S., Timoshkin A.Y. // J. Comp. Chem. 2025. Vol. 46. P. e27549. doi: 10.1002/jcc.27549
  22. Pomogaeva A.V., Lisovenko A.S., Timoshkin A.Y. // J. Comput. Chem. 2024. Vol. 45. P. 903. doi: 10.1002/jcc.27300
  23. Reed A.E., Weinstock R.B., Weinhold F. // J. Chem. Phys. 1985. Vol. 83. P. 1736. doi: 10.1063/1.449486.
  24. Reed A.E., Curtiss L.A., Weinhold F. // Chem. Rev. 1988. Vol. 88. P. 899. doi: 10.1021/CR00088A005
  25. Prokudina Y.V., Davydova E.I., Virovets A., Stöger B., Peresypkina E., Pomogaeva A.V., Timoshkin A.Y. // Chem. Eur. J. 2020. Vol. 26. P. 16338. doi: 10.1002/chem.202002261
  26. Эмсли Дж. Элементы. М.: Мир, 1993.
  27. Bader R.F.W. Atoms in Molecules, A Quantum Theory. Oxford: Clarendon Press, 1990, p. 438.
  28. Zhao Y., Truhlar D.G. // Theor. Chem. Acc. 2008. Vol. 120. P. 215. doi: 10.1007/s00214-007-0310-x
  29. Weigend F., Ahlrichs R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. Vol. 7. P. 3297. doi: 10.1039/B508541A
  30. Marenich A.V., Cramer C.J., Truhlar D.G. // J. Phys. Chem. (B). 2009. Vol. 113. P. 6378. doi: 10.1021/jp810292n
  31. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Petersson G.A., Nakatsuji H., Li X., Caricato M., Marenich A.V., Bloino J., Janesko B.G., Gomperts R., Mennucci B., Hratchian H.P., Ortiz J.V., Izmaylov A.F., Sonnenberg J.L.,Williams-Young D., Ding F., Lipparini F., Egidi F., Goings J., Peng B., Petrone A., Henderson T., Ranasinghe D., Zakrzewski V.G., Gao J., Rega N., Zheng G., Liang W., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Throssell K., Montgomery J.A., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M.J., Heyd J.J., Brothers E.N., Kudin K.N., Staroverov V.N., Keith T.A., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A.P., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Millam J.M., Klene M., Adamo C., Cammi R., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Farkas O., Foresman J.B., Fox D.J. // Gaussian 16, Revision A.03; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT. 2016.
  32. Lu T., Chen F. // J. Comput. Chem. 2012. Vol. 33. P. 580. doi: 10.1002/jcc.22885

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оптимизированные геометрии донорно-акцепторные комплексов: NEt3 · Br2 (а), NMe3 · Br2 (б), apy · Br2 (в), bpa · Br2 (г), Py · Br2 (д), bpe · Br2 (е), bipy · Br2 (ж), pyz · Br2 (з), apy · Br2 (π) (и), Py · Br2 (π) (к), pyz · Br2 (π) (л), apy · Br2 (vdW) (м), Py · Br2 (vdW) (н), pyz · Br2 (vdW) (о). Межъядерные расстояния даны в Å, углы – в градусах. Использован уровень теории M06-2X/def2-TZVP. Значения газовой фазы указаны обычным шрифтом, для раствора бензола – полужирным, для раствора ацетонитрила – курсивом.

Скачать (103KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость величины E(2) от NCC для донорно-акцепторных связей в σ- (белая заливка) и π-комплексах (серая заливка) в газовой фазе. Линия представляет собой аппроксимацию показательной функцией y = 94452 ē7.729x, R² = 0.969. Уровень теории M06-2Х/def2-TZVP.

Скачать (12KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость энтальпии диссоциации ΔдисH°298 от величины |V(r)|/G(r), рассчитанной в критических точках связей N–X в газовой фазе для σ-комплексов (белая заливка) и π-комплексов (серая заливка). Линейная аппроксимация y = 99.018x – 74.924, R² = 0.964. Уровень теории M06-2Х/def2-TZVP.

Скачать (11KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Молекулярные орбитали комплекса BrCl·NEt3: HOMO–7 в ацетонитриле (а), HOMO–9 в газовой фазе (б). Уровень теории M06-2Х/def2-TZVP.

Скачать (19KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024