CC BY
41
УДК 546.27+546.22+548.1 +542.913
DOI: 10.14529/chem200102
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ НЕСИММЕТРИЧНОГО ДВУЯДЕРНОГО КОМПЛЕКСА ДИФТОРИДА БОРА
З.Н. Пузырьков, В.В. Грибова, А.А. Гузова, И.В. Свистунова
Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, Россия
Получен разнолигандный двуядерный комплекс дифторида бора (1), в котором два дикетонатных цикла соединены атомом серы через центральные атомы углерода (у). В одном цикле в качестве ß-заместителей присутствует две метильных группы -ацетилацетонатный фрагмент (acac), во втором - метильная и фенильная группы -бензоилацетонатный фрагмент (bzac). Полученный комплекс охарактеризован методами ИК и ПМР спектроскопии и рентгеноструктурного анализа (РСА). По данным РСА, структура полученного комплекса повторяет структуру ароматических сульфидов. Рассмотрено взаимодействие заместителей, стоящих у у- и ß-углеродных атомов. 1 Ci5Hi4O4B2F4S, M387,94, T 293(2) K, моноклинная, P21/c, a = 7,893(12), b = 23,41(4), c = 9, 393(13) Ä, a = 90, ß = 103,32(6), у = 90 град., V = 1689(5) Ä3, Z = 4, р = 1,525 г/см3, ц = 0,252 мм"1, F(000) = 792,0, размер кристалла 0,6x0,23x0,23 мм, 29 = 5,66-82,24 град., интервалы индексов -14 < h <14, -36 < k < 36, -12 < l <12, всего отражений 37642, независимых отражений 6665, GOOD 1,320, независимых переменных 238, Rint = 0,0843, R1 = 0,1198, wR2 = 0,3542. Сведения о структуре полученного комплекса (таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов) депонированы в Кембриджском банке структурных данных № 1911543, [email protected]; http://www.ccdc. cam.ac.uk).
Ключевые слова: ацетилацетонат дифторида бора, бензоилацетонат дифторида бора, двухядерные комплексы, рентгеноструктурный анализ.
Введение
Дикетонаты дифторида бора являются популярными объектами исследования благодаря своей доступности, устойчивости и наличию люминесцентных свойств [1-10]. Исследование фотофизических свойств дикетонатных комплексов бора, растворенных в органических растворителях, показало значительную зависимость спектральных свойств от молекулярной архитектуры и в первую очередь от наличия заместителей, сопряженных с хелатным циклом. Для кристаллических комплексов бора спектральные свойства зависят от межмолекулярных взаимодействий даже таких слабых, как водородные связи, пи-стекинг взаимодействия, силы Ван-дер-Ваальса, приводящих к межмолекулярной самоорганизации, образованию эксимеров и эксиплексов [11-16]. Поэтому мы попытались получить и исследовать комплекс, в котором к борнохелатному циклу присоединены два заместителя, содержащих л (p) электроны: это фенильная группа и атом серы, соединенный с борноацетилацетонатным циклом, что должно привести к увеличению цепи сопряжения в комплексе. Кроме того, наличие двух борнохелатных групп в одном соединении могло обеспечить усиление межмолекулярного взаимодействия с образованием эксимеров и эксиплексов.
Предметом настоящей работы являлось получение и исследование структуры двуядерного комплекса дифторида бора, в котором два борнохелатных фрагмента соединены атомом серы через у атомы углерода. Ранее уже было исследовано строение двуядерных комплексов дифторида бора, в которых ацетилацетонатные фрагменты соединены цепочкой из 4 атомов углерода -F2B(acacC4H8acac)BF2 [17] и дисульфидной группой - F2B(acacS2acac)BF2 [18]. В работе [19] описано получение комплекса F2B(acacSacac)BF2. Особенностью всех этих комплексов является, то что оба борнохелатных фрагмента образованы на основе одного лиганда - ацетилацетона, в котором отсутствуют ароматические заместители. Получение и исследование двуядерных комплексов с разными лигандами, в том числе с лигандами, содержащими ароматические заместители, не представлялось возможным, ввиду отсутствия методов получения подобных соединений. Синтез ацетилацетонатов дифторида бора, содержащих различные дикетоновые группировки, присоединенные через атом серы [20], сделал возможным получение двуядерных комплексов, в которых борноацетилацетонатный фрагмент может быть соединен с борнохелатным фрагментом
на основе других лигандов, в том числе содержащих ароматические группы. Предполагалось получить двуядерный комплекс, в котором борноацетилацетонатный и борнобензоилацетонатный циклы соединены атомом серы через центральные атомы углерода. Исследование молекулярной структуры подобного вещества представляет дополнительный интерес тем, что структура бен-зоилацетонатных комплексов дифторида бора, содержащих заместитель у у-углеродного атома, совершенно не изучена, в отличие от структуры у-замещенных ацетилацетонатных комплексов.
Экспериментальная часть
Синтез F2B(acacSbzac)BF2 (1). Смесь 0,680 г (2 ммоль) F2B(acacSbzac)H, 0,430 г (3 ммоль) эфирата трехфтористого бора, 0,460 г (2 ммоль) трибутилбората и 6 мл дихлорэтана кипятили в течение 7 ч, после чего реакционную смесь упаривали в вакууме. Остаток промывали тремя порциями гексана и перекристаллизовывали из смеси дихлорэтан-петролейный эфир. Были получены бесцветные кристаллы, т. пл. 181-183 °C (с разл.). Выход 49 %. Вычислено для Ci5H14B2F4O4S, %: C, 46,44; S, 8,27. Найдено: C, 46,63; S, 8,34 %. ИК, v, cm-1: 1597, 1580, 1553 (C=O), 1501, 1474 (C=C), 1458 (C=C), 1422, 1364, 1354, 1221 (B-F), 1184, 1163 (B-F), 1107 (B-O), 1053. ПМР, 5, м.д.: 2,24 (6H, s, CH3 (acac)), 2,68 (3H, s, CH3 (bzac)), 7,56, 7,70, 7,77 (5H, t, t, d, C6H5).
ИК-спектр был записан в диапазоне 4000-550 см-1 на спектрометре Infralum FT-801 в таблетке KBr. ПМР-спектр был получен на приборе Bruker WH 400, растворитель - CDCl3, внутренний стандарт тетраметилсилан (TMS: 5 = 0 ppm). Рентгеноструктурный анализ проводили на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 QUEST фирмы Bruker (MoKa-излучение, X = 0,71073 Ä, графитовый монохроматор). Сбор, редактирование данных и уточнение параметров элементарной ячейки, а также учет поглощения проведены с помощью программ SMART и SAINT-Plus [21]. Все расчеты по определению и уточнению структуры выполнены с помощью программ SHELXL/PC [22], OLEX2 [23]. Структура определена прямым методом и уточнена методом наименьших квадратов в анизотропном приближении для неводородных атомов. Кристаллографические данные и результаты уточнения структуры приведены в табл. 1, основные длины связей и валентные углы - в табл. 2. Строение молекулы полученного комплекса показано на рисунке. Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1911543, [email protected]; http://www.ccdc. cam.ac.uk).
Таблица 1
Кристаллографические данные, параметры эксперимента и уточнения структуры
Параметр Значение
Формула C15H14B2F4O4S
М 387,94
Температура, К 293,15
Сингония monoclinic
Пр. группа P21/c
а, А 7,893(12)
ь, А 23,41(4)
С, А 9,393(13)
а, град. 90,00
в, град. 103,32(6)
у, град. 90,00
V, А3 1689(5)
Z 4
р(выч.), г/см3 1,525
ц, мм-1 0,252
Я000) 792,0
Размер кристалла, мм 0,6 х 0,23 х 0,23
Область сбора данных по 6, град. 5,66-82,24
Интервалы индексов отражений -14 < h < 14, -36 < k < 36, -12 < l < 12
Окончание табл. 1
Параметр Значение
Измерено отражений 37642
Независимых отражений 6665 (Rmt = 0,0843)
Переменных уточнения 238
GOOF 1,320
R-факторы по F2> 2ct(F2) R1 = 0,1198, WR2 = 0,3542
R-факторы по всем отражениям R1 = 0,2002, wR2 = 0,3990
Остаточная электронная плотность (min/max), e/A3 1,42/-1,02
Таблица 2
Длины связей (d) и валентные углы (ш) в F2B(acacSbzac)BF2
Связь, d, Á Угол, ю, град.
S(1)-C(8) 1,745(4) C(8) S(1) C(3) 102,42(2)
S(1)-C(3) 2,080(5) C(2) O(1) B(1) 133,0(3)
F(4)-B(2) 1,482(5) C(9) O(3) B(2) 123,5(3)
F(3)-B(2) 1,570(6) C(7) O(4) B(2) 130,7(3)
O(1)-C(2) 1,496(7) B(1) O(2) C(4) 125,3(4)
O(1)-B(1) 1,641(7) C(11) C(10) C(9) 105,5(4)
F(1)-B(1) 1,439(7) C(9) C(10) C(15) 126,5(3)
O(3)-C(9) 1,280(5) O(3) C(9) C(10) 111,4(3)
O(3)-B(2) 1,322(5) O(3) C(9) C(8) 127,4(3)
O(4)-C(7) 1,269(5) C(10) C(9) C(8) 121,1(3)
O(4)-B(2) 1,384(5) C(9) C(8) S(1) 127,2(3)
F(2)-B(1) 1,296(7) C(7) C(8) S(1) 121,6(3)
O(2)-B(1) 1,401(6) C(7) C(8) C(9) 110,7(3)
O(2)-C(4) 1,501(6) C(2) C(3) S(1) 121,3(3)
C(10)-C(9) 1,314(5) C(2) C(3) C(4) 105,2(4)
C(9)-C(8) 1,328(5) C(4) C(3) S(1) 133,0(3)
C(8)-C(7) 1,213(5) O(1) C(2) C(1) 124,1(4)
C(3)-C(2) 1,325(5) C(3) C(2) O(1) 122,7(4)
C(3)-C(4) 1,487(6) C(3) C(2) C(1) 113,1(5)
C(2)-C(1) 1,561(8) F(1) B(1) O(1) 114,8(4)
C(7)-C(6) 1,364(6) F(2) B(1) O(1) 121,5(5)
C(4)-C(5) 1,350(6) F(2) B(1) F(1) 100,9(5)
F(2) B(1) O(2) 103,5(4)
O(2) B(1) O(1) 97,2(4)
O(2) B(1) F(1) 119,7(4)
O(4) C(7) C(6) 121,7(4)
C(8) C(7) O(4) 122,2(3)
C(8) C(7) C(6) 116,1(4)
C(3) C(4) O(2) 133,6(3)
C(5) C(4) O(2) 115,1(4)
C(5) C(4) C(3) 111,3(4)
F(4) B(2) F(3) 118,9(3)
O(3) B(2) F(4) 97,6(4)
O(3) B(2) F(3) 117,9(3)
O(3) B(2) O(4) 102,9(3)
O(4) B(2) F(4) 115,1(3)
O(4) B(2) F(3) 103,9(4)
Пузырьков З.Н., Грибова В.В., Синтез и исследование структуры
Гузова А.А., Свистунова И.В. несимметричного двуядерного комплекса дифторида бора
Структура и нумерация атомов в F2B(acacSbzac)BF2
Обсуждение результатов
Для получения двуядерного комплекса мы использовали замещенный ацетилацетонат бора, содержащий свободную бензоилацетонатную группу. При обработке этого соединения избытком эфирата трехфтористого бора в присутствии трибутилбората был получен комплекс, содержащий два борнохелатных фрагмента.
Попытка провести реакцию в эфире оказалась неудачной, после нескольких часов кипячения исходный комплекс возвращается в неизменном виде. Возможно, это обусловлено плохой растворимостью F2B(acacS6zac)H в эфире. Замена эфира на дихлорэтан или толуол позволила получить двуядерный комплекс с умеренным выходом.
В отличие от одноядерных комплексов, содержащих заместители у у-углеродного атома, комплекс 1 имеет пониженную летучесть, поэтому для его исследования нельзя применять методы газовой хроматографии. В ПМР спектре комплекса 1, по сравнению со спектром F2B(acacSfeac)H, исчезает сигнал протона, стоявшего при у-углеродном атоме бензоилацетоно-вого фрагмента, а положение сигналов остальных протонов - метильных групп в ацетилацетоно-вом фрагменте, метильной и фенильной групп в бензоилацетонатном фрагменте - меняется мало, на сотые доли м.д. ИК-спектр является типичными для замещенных дикетонатых комплексов бора: в области 1600-1500 см-1 лежит интенсивная полоса поглощения хелатированной группы С=0. В области 1500-1400 см-1 находится более интенсивная полоса, обусловленная колебаниями группы С=С. Она расщеплена на две полосы, что, возможно, обусловлено наложением колебаний двойной связи в ацетилацетонатном и бензоилацетонатном циклах.
Строение комплекса 1 определяется геометрией сульфидной связи: хелатные циклы располагаются под углом 102,42° (величина угла Су^-Су), при этом ацетилацетонатный и бензоилацето-натный циклы повернуты вдоль продольных осей на 55,96 и 61,00° относительно плоскости образуемой сульфидной группой (атомы Су^-Су). Подобное строение является обычным для диа-рилсульфидов, содержащих в орто-положении заместители. Так в димезителенсульфиде, который по своей структуре наиболее близок к комплексу 1, величина угла С^-С составляет 106°, а бензольные циклы повернуты относительно плоскости, в которой лежат эти атомы, на 54° [24]. Разворот хелатных циклов вдоль продольной оси, позволяет р-заместителям разных циклов расположиться на наибольшем удалении друг от друга.
Таким образом, по своему строению органические сульфиды, содержащие в качестве радикалов борнохелатные группы, мало отличаются от ароматических аналогов.
Строение хелатных циклов повторяет строение незамещенного ацетилацетона дифторида бора [25]: хелатные циклы не являются плоскими, в них имеется два изгиба по линии O-O и по линии Cp-Cp. Величина этих изгибов составляет для ацетилацетонатного цикла 12,87 и 6,08°, а для бен-зоилацетонатного - 11,94 и 7,69°. Следует отметить, что в незамещенном бензоилацетонате дифторида бора подобных изгибов нет и хелатный цикл является практически плоским [26].
Еще одним существенным отличием в строении бензоилацетнатного фрагмента в комплексе 1 от незамещенного бензоилацетоната является разворот плоскости бензольного цикла, относительно плоскости хелатного цикла (плоскости, образуемой атомами Cp. . .O . . .O . . .Cp в бензоил-ацетонатном фрагменте), который составляет 50,01°. Расположение бензольного цикла в плоскости хелатного кольца в F2B(bzacH) является энергетически выгодным, так как обеспечивает сопряжение л электронных систем обоих циклов. Очевидно, что поворот p-заместителя и отказ от сопряжения в комплексе 1 обусловлен необходимостью уменьшить отталкивание между двумя расположенными рядом объемными заместителями - тиоацетилацетонатной и фенильной группами. То есть присутствие объемного заместителя у центрального атома углерода хелатного цикла препятствует сопряжению ароматических p-заместителей с хелатным циклом.
В кристалле комплекса 1 присутствует большое количество коротких контактов. В основном взаимодействие осуществляется между атомами фтора обоих халатных циклов с метильными группами и p-углеродными атомами соседних молекул. Хелатные и бензольные циклы отдельных молекул не располагаются в параллельных плоскостях, что исключает образование эксиме-ров и эксиплексов для кристаллов этого двуядерного комплекса.
Выводы
В результате проделанной работы предложен способ получения двуядерных дикетонатных комплексов дифторида бора, содержащих разные лиганды. Установлено, что наличие объемных заместителей у центрального атома углерода препятствует сопряжению электронных системы хелатного цикла и ароматических заместителей, находящихся у p-углеродных атомов.
Благодарности
Выражаем благодарность проф. В.В. Шарутину за проведенные рентгеноструктурные исследования.
Работа выполнена при поддержке государственного задания № 4.8063.2017/БЧ.
Литература
1. Stabilization and Optical Switching of Liquid Crystal Blue Phase Doped with Azobenzene-Based Bent-Shaped Hydrogen-Bonded Assemblies / J. Wang, Y. Shi, K. Yang et al. // RSC Adv. - 2015. -V. 5. - P. 67357-67364. DOI: 10.1039/C5RA12256B.
2. NIR Light-Directing Self-Organized 3D Photonic Superstructures Loaded with Anisotropic Plasmonic Hybrid Nanorods / L. Wang, K.G. Gutierrez-Cuevas, H.K. Bisoyi et al. // Chem. Commun. -
2015. - V. 51. - P. 15039-15042. DOI: 10.1039/C5CC06146F.
3. Ariga, K. Mechanical Control of Nanomaterials and Nanosystems / K. Ariga, T. Mori, J.P. Hill // Adv. Mater. - 2012. - V. 24. - P. 158-176. DOI: 10.1002/adma.201102617.
4. An Easily Coatable Temperature Responsive Cholesteric Liquid Crystal Oligomer for Making Structural Colour Patterns / P. Zhang, A.J.J. Kragt, A.P.H.J. Schenning et al. // J. Mater. Chem. -2018. - V. 6. - P. 7184-7187. DOI: 10.1039/C8TC02252F.
5. A Modular Approach Towards Functional Supramolecular Aggregates - Subtle Structural Differences Inducing Liquid Crystallinity / M. Pfletscher, C. Wolper, J.S. Gutmann et al. // Chem. Commun. -
2016. - V. 52. - P. 5849-5852. DOI: 10.1039/C6CC03966A.
6. Twisted D-n-A Solid Emitters: Efficient Emission and High Contrast Mechanochromism / Y. Gong, Y. Tan, J. Liu et al. // Chem. Commun. - 2013. - V. 49. - P. 4009-4011. DOI: 10.1039/C3CC39243K.
7. Lehn, J.-M. Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives / J.-M. Lehn. - John Wiley & Sons, 2011.
8. A New Ligand and Its Complex with Multi-Stimuli-Responsive and Aggregation-Induced Emission Effects / B. Xu, Z. Chi, X. Zhang et al. // Chem. Commun. - 2011. - V. 47. - P. 11080-11082. DOI: 10.1039/C1CC13790E.
9. White Light Emission from a Single Component System: Remarkable Concentration Effects on the Fluorescence of 1,3-Diaroylmethanatoboron Difluoride / A. Sakai, M. Tanaka, E. Ohta et al. // Tetrahedron Lett. - 2012. - V. 53. - P. 4138-4141. DOI: 10.1016/j.tetlet.2012.05.122.
10. Кристаллическая структура и эксимерная флуоресценция анизоилбензоилметаната и дианизоилметаната дифторида бора / А.Г. Мирочник, Б.В. Буквецкий, Е.В. Федоренко, В.Е. Ка-расев // Известия Академии наук. Серия химическая. - 2004. - № 2. - С. 279. DOI: 10.1023/B:RUCB.0000030800.71663.7a.
11. Luminescence and Crystal Structure of 2,2-Difluoro-4-(9-Anthracyl)-6-Methyl-1,3,2-Dioxaborine / E.V. Fedorenko, B.V. Bukvetskii, A G. Mirochnik et al. // J. Lumin. - 2010. - V. 130. -P. 756-761. DOI: 10.1016/jjlumin.2009.11.027.
12. Safonov, A.A. Structures and Binding Energies of the (Dibenzoylmethanato)Boron Difluoride Complexes with Aromatic Hydrocarbons in the Ground and Excited States. Density Functional Theory Calculations / A.A. Safonov, A.A. Bagaturyants, V.A. Sazhnikov // High Energy Chem. - 2014. -V. 48. - P. 43-48. DOI: 10.1134/S0018143914010111.
13. The Structure and Decay Dynamics of Exciplexes Derived from Dibenzoylmethanatoboron Difluoride and Alkylbenzenes in Cyclohexane / Y.L. Chow, Z.L. Liu, C.I. Johansson, J. Ishiyama // Chem. Eur. J. - 2000. - V. 6. - P. 2942-2947. DOI: 10.1002/1521-3765(20000818)6:163.0.TO;2-#.
14. Chow, Y.L. Exciplex Binding Energy and Kinetic Rate Constants of the Interaction Between Singlet Excited State Dibenzoylmethanatoboron Difluoride and Substituted Benzenes / Y.L. Chow, C.I. Johansson // J. Phys. Chem. - 1995. - V. 99. - P. 17558-17572. DOI: 10.1021/j100049a016.
15. Low-Dimensional Nanostructures Fabricated from Bis(Dioxaborine)Carbazole Derivatives as Fluorescent Chemosensors for Detecting Organic Amine Vapors / X. Liu, X. Zhang, R. Lu et al. // J. Mater. Chem. - 2011. - V. 21. - P. 8756-8765. DOI: 10.1039/C0JM04274A.
16. Luminescence and Crystal Structure of 2,2-Difluoro-4-(9-Anthracyl)-6-Methyl-1,3,2-Dioxaborine / E.V. Fedorenko, B.V. Bukvetskii, A G. Mirochnik et al. // J. Lumin. - 2010. - V. 130, № 5. - P. 756-761. DOI: 10.1016/jjlumin.2009.11.027.
17. Crystal Structure of (Z,Z)-3,8-Bis[L-(Difluoroboryloxy)Ethylidene]Decane2,9-Dione, C10HmO2(C2H3OBF2)2 / K. Peters, E.-M. Peters, M. Seefelder, H. Quast // Z. Kristallogr. - New Cryst. Struct. - 1999. - V. 214, № 4. - P. 537-538.
18. Буквецкий, Б.В. Исследование кристаллической структуры двухядерного ацетилацетона-та дифторида бора / Б.В. Буквецкий, И.В. Свистунова, Н.А. Гельфанд // Журн. структ. химии. -2014. - Т. 55, № 2. - С. 310-314. DOI: 10.1134/S0022476614020140.
19. Свистунова, И.В. / а-Замещенные ацетилацетонаты дифторида бора / И.В. Свистунова, Е.В. Федоренко // Журн. общей химии. - 2008. - Т. 78, вып. 8. - С. 1280-1288. DOI: 10.1134/S1070363208080094.
20. Svistunova, I.V. Reactions of Sulfenyl- and Selenylchlorides of Boron Difluoride Acetylaceto-nate with C-H Acids / I.V. Svistunova, G.O. Tretyakova, K.A. Gaivoronskaya // Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. - 2017. - V. 192, № 11. - P. 1177-1188. DOI: 10.1080/10426507.2017.1354210.
21. Bruker. SMART and SAINT-Plus Data Collection and Processing Software for the SMART System Versions 5.0, Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
22. Bruker. SHELXTL/PC An Integrated System for Solving, Refining and Displaying Crystal Structures From Diffraction Data Versions 5.10, Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
23. Dolomanov, O.V. OLEX2: a Complete Structure Solution, Refinement and Analysis Program / O.V. Dolomanov, L.J. Bourhis, R.J. Gildea // J. Appl. Cryst. - 2009. - V. 42. - P. 339-341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.
24. Grilli, S. Conformational Studies by Dynamic NMR. 81. Cogwheeling Circuit for the Enanti-omerization of the Propeller Antipodes of 2,2',6,6'-Tetramethyldiphenyl Sulfide / S. Grilli, L. Lunazzi, A. Mazzanti // J. Org. Chem. - 2001. - V. 66, № 12. - P. 4444-4446. DOI: 10.1021/jo010187s.
25. Кристаллическая структура и люминесценция ацетилацетоната дифторида бора / А.Г. Мирочник, Б.В. Буквецкий, Е.В. Гухман и др. // Журн. общ. химии. - 2002. - 72, № 5. -С.790-793.
26. Hanson, A.W. The Crystal Structure of Benzoylacetonato Boron Difluoride / A.W. Hanson, E.W. Macaulay // Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. - 1972. - V. 28, № 6. -P. 1961-1967. DOI: 10.1107/S0567740872005308.
Пузырьков Захар Николаевич - магистрант кафедры общей, неорганической и элементо-органической химии, Дальневосточный федеральный университет. 690091, Приморский край, г. Владивосток, ул. Суханова, 8. E-mail: [email protected]
Грибова Виктория Викторовна - доцент кафедры общей, неорганической и элементоорга-нической химии, Дальневосточный федеральный университет. 690091, Приморский край, г. Владивосток, ул. Суханова, 8. E-mail: [email protected]
Гузова Анастасия Андреевна - аспирант кафедры общей, неорганической и элементоорга-нической химии, Дальневосточный федеральный университет. 690091, Приморский край, г. Владивосток, ул. Суханова, 8. E-mail: [email protected]
Свистунова Ирина Валентиновна - доцент кафедры общей, неорганической и элементоор-ганической химии, Дальневосточный федеральный университет. 690091, Приморский край, г. Владивосток, ул. Суханова, 8. E-mail: [email protected]
Поступила в редакцию 30 октября 2019 г.
DOI: 10.14529/chem200102
SYNTHESIS AND STRUCTURE STUDY OF ASYMMETRIC BINUCLEAR COMPLEX OF BORON DIFLUORIDE
Z.N. Puzyrkov, [email protected] V.V. Gribova, [email protected] A.A. Guzova, [email protected] I.V. Svistunova, [email protected]
Far Eastern Federal University, Vladivostok, Russian Federation
A multi-ligand binuclear complex of boron difluoride was obtained in which two diketonate rings are connected by a sulfur atom through central carbon atoms (y). In the first cycle two methyl groups - the acetylacetonate fragment (acac) - are present as substituents; so are the methyl and phenyl groups - the benzoylacetonate fragment (bzac) - in the second cycle. The resulting complex has been characterized by IR and PMR spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) methods. According to the X-ray diffraction data, the structure of the resulting complex follows the structure of aromatic sulfides. The interaction of substituents at p- and y-carbon atoms has been considered. 1 C15H14O4B2F4S, M 387.94, T 293(2) K, monoclinic, P2j/c, a = 7.893(12), b = 23.41(4), c = 9.393(13) A, a = 90°, p = 103.32(6)°, y = 90°, V = 1689(5) A3, Z = 4, p = 1.525 g/cm3, ^ = 0.252 mm-1, F(000) = 792.0, crystal size 0.6x0.23x0.23 mm, 29 = 5.66-82.24°, index ranges -14 < h < 14, -36 < k < 36, -12 < l < 12, reflection collected 37642, independent reflections 6665, GOOD 1.320, parameters 238, Rmt = 0.0843, Rl = 0.1198, wR2 = 0.3542. Information on the structure of the obtained complex (tables of atom coordinates, bond lengths, and bond angles) was deposited at the Cambridge Structural Data Bank No. 1911543, [email protected]; http: //www.ccdc. cam.ac.uk).
Keywords: boron difluoride acetylacetonate, boron difluoride benzoylacetonate, binuclear complexes, X-ray structural analysis.
References
1. Wang J., Shi Y., Yang K., Wei J., Guo J. Stabilization and Optical Switching of Liquid Crystal Blue Phase Doped with Azobenzene-based Bent-Shaped Hydrogen-bonded Assemblies. RSC Adv., 2015, vol. 5, pp. 67357-67364. DOI: 10.1039/C5RA12256B.
2. Wang L., Gutierrez-Cuevas K.G., Bisoyi H.K., Xiang J., Singh G., Zola R.l.S., Kumar S., La-vrentovich O.D., Urbasd A., Li Q. NIR Light-directing Self-organized 3D Photonic Superstructures Loaded with Anisotropic Plasmonic Hybrid Nanorods. Chem. Commun., 2015, vol. 51, pp. 1503915042. DOI: 10.1039/C5CC06146F.
3. Ariga K., Mori T., Hill J.P. Mechanical Control of Nanomaterials and Nanosystems. Adv. Mater,
2012, vol. 24, pp. 158-176. DOI: 10.1002/adma.201102617.
4. Zhang P., Kragt A.J.J., Schenning A.P.H.J., Haan L.T., Zhou G. An Easily Coatable Temperature Responsive Cholesteric Liquid Crystal Oligomer for Making Structural Colour Patterns. J. Mater. Chem, 2018, vol. 6, pp. 7184-7187. DOI: 10.1039/C8TC02252F.
5. Pfletscher M., Wolper C., Gutmann J.S., Mezger M., Giese M. A Modular Approach Towards Functional Supramolecular Aggregates-subtle Structural Differences Inducing Liquid Crystallinity. Chem. Commun., 2016, vol. 52, pp. 5849-5852. DOI: 10.1039/C6CC03966A.
6. Gong Y., Tan Y., Liu J., Lu P., Feng C., Yuan W.Z., Lu Y., Sun J.Z., He G., Zhang Y. Twisted D-n-A Solid Emitters: Efficient Emission and High Contrast Mechanochromism. Chem. Commun,
2013, vol. 49, pp. 4009-4011. DOI: 10.1039/C3CC39243K.
7. Lehn J.-M. Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives, John Wiley & Sons, 2011.
8. Xu B., Chi Z., Zhang X., Li H., Chen C., Liu S., Zhanga Y., Xu J. A New Ligand and Its Complex with Multi-stimuli-responsive and Aggregation-induced Emission Effects. Chem. Commun, 2011, vol. 47, pp. 11080-11082. DOI: 10.1039/C1CC13790E.
9. Sakai A., Tanaka M., Ohta E., Yoshimoto Y., Mizuno K., Ikeda H. White Light Emission from a Single Component System: Remarkable Concentration Effects on the Fluorescence of 1,3-Diaroylmethanatoboron Difluoride. Tetrahedron Lett., 2012, vol. 53, pp. 4138-4141. DOI: 10.1016/j .tetlet.2012.05.122.
10. Mirochnik A.G., Bukvetskii B.V., Fedorenko E.V., Karasev V.E. Crystal Structures and Exci-mer Fluorescence of Anisoylbenzoylmethanatoboron and Dianisoylmethanatoboron Difluorides. Russ. Chem. Bull., 2004, vol. 53, pp. 291-296. DOI: 10.1023/B:RUCB.0000030800.71663.7a.
11. Fedorenko E.V., Bukvetskii B.V., Mirochnik A.G., Shlyk D.H., Tkacheva M.V., Karpenko A.A. Luminescence and Crystal Structure of 2,2-Difluoro-4-(9-anthracyl)-6-methyl-1,3,2-dioxaborine. J. Lumin., 2010, vol. 130, pp. 756-761. DOI: 10.1016/j.jlumin.2009.11.027.
12. Safonov A.A., Bagaturyants A.A., Sazhnikov V.A. Structures and Binding Energies of the (Di-benzoylmethanato)boron Difluoride Complexes with Aromatic Hydrocarbons in the Ground and Excited States. Density Functional Theory Calculations. High Energy Chem, 2014, vol. 48, pp. 43-48. DOI: 10.1134/S0018143914010111.
13. Chow Y.L., Liu Z.L., Johansson C.I., Ishiyama J. The Structure and Decay Dynamics of Excip-lexes Derived from Dibenzoylmethanatoboron Difluoride and Alkylbenzenes in Cyclohexane. Chem. Eur. J, 2000, vol. 6, pp. 2942-2947. DOI: 10.1002/1521-3765(20000818)6:163.0.CO;2-#.
14. Chow Y.L., Johansson C.I. Exciplex Binding Energy and Kinetic Rate Constants of the Interaction Between Singlet Excited State Dibenzoylmethanatoboron Difluoride and Substituted Benzenes. J. Phys. Chem. 1995, vol. 99, pp. 17558-17572. DOI: doi.org/10.1021/j100049a016.
15. Liu X., Zhang X., Lu R., Xue P., Xu D., Zhou H. Low-dimensional Nanostructures Fabricated from Bis(dioxaborine)carbazole Derivatives as Fluorescent Chemosensors for Detecting Organic Amine Vapors. J. Mater. Chem, 2011, vol. 21, pp. 8756-8765. DOI: 10.1039/C0JM04274A.
16. Fedorenko E.V., Bukvetskii B.V., Mirochnik A.G., Shlyk D.H., Tkacheva M.V., Karpenko A.A. Luminescence and Crystal Structure of 2,2-Difluoro-4-(9-anthracyl)-6-methyl-1,3,2-dioxaborine J. Lumin., 2010, vol. 130, no. 5, pp. 756-761. DOI: 10.1016/j.jlumin.2009.11.027.
17. Peters K., Peters E.-M., Seefelder M., Quast H. Crystal Structure of (Z,Z)-3,8-Bis[l-(difluoroboryloxy)ethylidene]decane2,9-dione, Ci0H14O2(C2H3OBF2)2 Z. Kristallogr. New Cryst. Struct., 1999, vol. 214, no. 4. pp. 537-538.
18. Svistunova I.V., Gelfand N.A., Bukvetskii B.V. Study of the Crystal Structure of Binuclear Boron Difluoride Acetylacetonate. J. Struct. Chem. 2014, vol. 55, no. 2, pp. 290-294. DOI: 10.1134/S0022476614020140.
19. Svistunova I.V., Fedorenko E.V. a-Substituted Boron Difluoride Acetylacetonates. Russ. J. Gen. Chem. 2008, vol. 78, no. 8, pp. 1515-1523. DOI: 10.1134/S1070363208080094.
20. Svistunova I.V., Tretyakova G.O., Gaivoronskaya K.A. Reactions of Sulfenyl- and Selenylchlo-rides of Boron Difluoride Acetylacetonate with C-H Acids. Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem, 2017, vol. 192, no. 11, pp. 1177-1188. DOI: 10.1080/10426507.2017.1354210.
21. Bruker. SMART and SAINT-Plus Data Collection and Processing Software for the SMART System Versions 5.0, Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
22. Bruker. SHELXTL/PC An Integrated System for Solving, Refining and Displaying Crystal Structures From Diffraction Data Versions 5.10, Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
23. Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J. OLEX2: a Complete Structure Solution, Refinement and Analysis Program J. Appl. Cryst., 2009, vol. 42, pp. 339-341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.
24. Grilli S., Lunazzi L., Mazzanti A. Conformational Studies by Dynamic NMR. 81. Cogwheeling Circuit for the Enantiomerization of the Propeller Antipodes of 2,2',6,6'-Tetramethyldiphenyl Sulfide. J. Org. Chem. 2001., vol. 66, no. 12, pp. 4444-4446. DOI: 10.1021/jo010187s.
25. Mirochnik A.G., Bukvetskii B.V., Gukhman E.V., Zhikhareva P.A., Karasev V.E. Crystal Structure and Luminescence of Boron Difluoride Acetylacetonate. Russ. J. Gen. Chem., 2002, vol. 72, no. 5, pp.737-740.
26. Hanson A.W., Macaulay E.W. The Crystal Structure of Benzoylacetonato Boron Difluoride. Acta Crystallogr. Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem, 1972, vol. 28, no. 6, pp. 1961-1967. DOI: 10.1107/S0567740872005308.
Received 30 October 2019
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ
Синтез и исследование структуры несимметричного двуядерного комплекса дифторида бора / З.Н. Пузырьков, В.В. Грибова, А.А. Гузова, И.В. Свистунова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2020. - Т. 12, № 1. -С. 14-22. DOI: 10.14529/chem200102
FOR CITATION
Puzyrkov Z.N., Gribova V.V., Guzova A.A., Svistunova I.V. Synthesis and Structure Study of Asymmetric Binuclear Complex of Boron Difluoride. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry. 2020, vol. 12, no. 1, pp. 14-22. (in Russ.). DOI: 10.14529/chem200102
