Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Химики получили первые сэндвичевые комплексы селена и теллура

Упаковка молекул в кристалле полусэндвичевого комплекса теллура

S. Bart et al. / Organometallics, 2021

Химики из США впервые получили полусэндвичевые комплексы теллура и селена с циклопентадиенильными лигандами. Эти соединения оказались стабильными в кристаллической форме, но очень быстро разлагались в растворе. Кроме того, для них характерна ионная связь между неметаллом и циклопентадиенильным кольцом, пишут ученые в Organometallics.

История сэндвичевых комплексов началась с получения ферроцена в 1951 году. Томас Кили (Thomas J. Kealy) и Питер Посон (Peter L. Pauson) провели реакцию магнийорганического соединения C5H5MgBr с трихлоридом железа и получили неизвестное вещество оранжевого цвета. Спустя год три группы ученых независимо друг от друга опубликовали статьи, где утверждалось, что атом железа в полученном соединении находится между двумя пятичленными органическими кольцами, как колбаса между двумя кусками хлеба.

К настоящему времени химики получили огромное число циклопентадиенильных комплексов металлов. Они применяются в разных сферах промышленности: ферроцен раньше добавляли в топливо в качестве стабилизатора, его производные используют в фармацевтике, а многие полусэндвичевые комплексы (в них с металлом связано только одно углеродное кольцо) платиновых металлов — эффективные гомогенные катализаторы . Но несмотря на активное развитие этой области химии, остаются элементы, для которых неизвестны сэндвичевые или полусэндвичевые комплексы.

Химики под руководством Сюзанны Барт (Suzanne Bart) взялись за синтез первых полусэндвичевых комплексов селена и теллура. Они смешали трифенилтеллурхлорид Ph3TeCl и циклопентадиенид лития LiCp (Cp — циклопентадиенид) в диэтиловом эфире, в результате чего выпал желтый осадок неизвестного вещества. Рентгеноструктурный анализ показал, что он представляет собой полусэндвичевый комплекс теллура Ph3TeCp. Дальнейший подбор условий позволил получать его с выходом около 90 процентов. Кроме того, химики получили еще два комплекса, в которых к углеродам циклопентадиена были присоединены метильные группы. Эти вещества оказались устойчивыми при хранении на воздухе в течение нескольких суток, однако в растворе они разлагались за несколько часов.

Затем ученые предположили, что таким же способом можно получить полусэндвичевые комплексы селена, потому что селен и теллур находятся в одной группе таблицы Менделеева, и их электронные оболочки схожи. И действительно, аналогичная реакция с трифенилселенхлоридом Ph3SeCl привела к желтому циклопентадиенильному комплексу Ph3SeCp. Также ученые получили красный комплекс с пентаметилциклопентадиенидом, но он моментально разлагался в растворе, а в твердом виде распадался за несколько минут.

Для изучения природы связи между неметаллами и циклопентадиенильным лигандом, химики провели компьютерные расчеты методом DFT (теория функционала плотности). Оказалось, что связь между неметаллом и органическим кольцом практически полностью ионная, и отрицательный заряд локализован на циклопентадиенильном кольце.

В итоге химики получили первые полусэндвичевые комплексы селена и теллура. В случае селена соединения быстро разлагались, а в случае теллура были очень устойчивы в твердом виде. По результатам компьютерных расчетов и рентгеноструктурного анализа, связь между неметаллом и лигандом в этих комплексах оказалась преимущественно ионной и довольно длинной: около 0,27 нанометров для всех полученных веществ.

Некоторые соединения трудно получать из-за радиоактивности элементов, которые в них содержатся. Недавно мы рассказывали, как химикам удалось получить первый сэндвичевый комплекс радиоактивного калифорния.

Михаил Бойм

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.