Новые Биядерные арильные соединения сурьмы

Бесплатный доступ

Методом рентгеноструктурного анализа (РСА) определено строение пяти биядерных арильных соединений сурьмы (Ar3SbX)2O [Ar = 3-FC6H4, X = OC(O)CF2Br (1), Ar = 4-FC6H4, X = OC6H2Br3-2,4,6 ∙ 0,5C8H18 (2), Ar = 4-MeC6H4, X = OC(O)CH2Cl (3), Ar = 4-MeC6H4, X = OC(O)CH2Br (4), Ar = Ph, X = OC(O)C6HF4 (5)], РСА которых проводили на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (Мо Kα-излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор) при 293 К. Кристаллы (1) C40H24O5F10Br2Sb2, M 1177,91; сингония моноклинная, группа симметрии C2/c; параметры ячейки: a = 24,808(9), b = 10,837(3), c = 32,215(10) Å; β = 96,711(19)°, V = 8601(5) Å3; Z = 8; rвыч = 1,819 г/см3; 2q 5,74-68,08 град.; всего отражений 95957; независимых отражений 14384; число уточняемых параметров 532; Rint = 0,0898; GOOF 1,771; R1 = 0,1705, wR2 = 0,4519; остаточная электронная плотность (max/min); 2,34/-4,78 e/Å3], (2) C52H37O3F6Br6Sb2 M 1546,78; сингония триклинная, группа симметрии P-1; параметры ячейки: a = 12,325(5), b = 13,749(6), c = 17,774(8) Å; a = 83,259(16), β = 80,26(3), g = 65,894(15) град., V = 2706(2) Å3, Z = 2; rвыч = 1,898 г/см3; 2q 6,06-59,14 град.; всего отражений 144892; независимых отражений 15098; число уточняемых параметров 623; Rint = 0,0646; GOOF 1,010; R1 = 0,0379, wR2 = 0,0791; остаточная электронная плотность (max/min); 0,92/-1,45 e/Å3], (3) C69H69O7,5Cl3Sb3, M 1489,84; сингония триклинная, группа симметрии P-1; параметры ячейки: a = 10,474(7), b = 11,179(6), c = 29,736(14) Å; a = 88,899(18)°, β = 82,542(19)°, g = 76,22(3)°; V = 3353(3) Å3, Z = 2; rвыч = 1,476 г/см3; 2q 5,56-51,62 град.; всего отражений 65830; независимых отражений 12738; число уточняемых параметров 754; Rint = 0,0510; GOOF 1,037; R1 = 0,0383, wR2 = 0,0803; остаточная электронная плотность (max/min): 0,83/-1,13 e/Å3], (4) C69H69O7,5Br3Sb3, M 1623,22; сингония триклинная, группа симметрии P-1; параметры ячейки: a = 10,585(7), b = 11,255(7), c = 29,712(18) Å; a = 88,41(3)°, β = 82,43(3)°, g = 75,01(3)°; V = 3389(4) Å3, Z = 2; rвыч = 1,591 г/см3; 2q 5,58-33,64 град.; всего отражений 14830; независимых отражений 3789; число уточняемых параметров 754; Rint = 0,0327; GOOF 1,049; R1 = 0,0354, wR2 = 0,0852; остаточная электронная плотность (max/min): 0,76/-0,93 e/Å3], (5) C450H288F72O45Sb18, M 9974,83; сингония триклинная, группа симметрии P-1; параметры ячейки: a = 12,045(12), b = 24,31(3), c = 36,66(4) Å; a = 101,75(5)°, β = 98,50(3)°, g = 98,52(5)°; V = 10216(19) Å3, Z = 1; rвыч = 1,6213 г/см3; 2q 5,6-40,58 град.; всего отражений 99411; независимых отражений 19647; число уточняемых параметров 2519; Rint = 0,0516; GOOF 1,099; R1 = 0,0576, wR2 = 0,1076; остаточная электронная плотность (max/min): 1,78/-1,26 e/Å3].

Еще

Строение, биядерный, арильный, соединение, сурьма, рентгеноструктурный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/147248048

IDR: 147248048   |   DOI: 10.14529/chem250108

Текст научной статьи Новые Биядерные арильные соединения сурьмы

К настоящему времени методом рентгеноструктурного анализа установлено строение широкого ряда комплексов сурьмы общей формулы (Ar3SbX)2O (Х = Hlg, NO3, OC(O)R, OR, OSO2R и другие электроотрицательные группы), атомы сурьмы в которых имеют искаженную тригонально-бипирамидальную координацию с мостиковым атомом кислорода и монодентатным лигандом Х в аксиальных положениях, а в экваториальной плоскости располагаются арильные заместители [1–34]. Некоторые молекулы (Ar3SbX)2O являются центросимметричными (центр симметрии – мостиковый атом кислорода), в других – два фрагмента Ar3SbX несколько отличаются друг от друга. Искажение тригонально-бипирамидальной конфигурации молекул проявляется в отклонении валентных углов от теоретических значений и выходе атомов сурьмы из экваториальной плоскости к мостиковому атому кислорода. Расстояния Sb-X в р-оксопроизводных (Ar3SbX)2O значительно меньше аналогичных связей в соединениях общей формулы Ar4SbX и немного больше, чем в соединениях Ar3SbX2. Длины связей между атомами сурьмы и мостиковым атомом кислорода Sb–Oмост меньше суммы ковалентных радиусов атомов сурьмы и кислорода (2,07 Å [35]). Основное различие в геометрии молекул этих соединений заключается в строении фрагмента Sb–O–Sb. В большинстве случаев фрагменты имеют угловую форму и лишь иногда – линейную. Величина угла SbOSb, который изменяется от 130 до 180°, и причины, вызывающие его изменение, являются предметом дискуссии в работах последних лет. В настоящей работе проанализированы основные геометрические параметры неизвестных ранее молекул указанного типа 1–5 (Ar3SbX)2O (Ar = 3-FC6H4, X = OC(O)CF2Br (1), Ar = 4-FC6H4, X = OC6H2Br3-2,4,6 ∙ 0,5C8H18 (2), Ar = 4-MeC6H4, X = OC(O)CH2Cl (3), Ar = 4-MeC6H4, X = OC(O)CH2Br (4), Ar = Ph, X = OC(O)C6HF4 (5).

Экспериментальная часть

В работе использовали органические соединения производства фирмы Alfa Aesar, cоединения 1 - 5 получали по реакции окислительного присоединения, описанной в монографии [4].

РСА кристаллов 1-5 проведен на дифрактометре D8 Quest фирмы Bruker (MoKα-излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор) при 296(2) К. Сбор, редактирование данных и уточнение параметров элементарной ячейки, а также учет поглощения проведены по программам SMART и SAINT-Plus [36]. Все расчеты по определению и уточнению структуры выполнены по программам SHELXL/PC [37] и OLEX2 [38]. Структуры определены прямым методом и уточнены методом наименьших квадратов в анизотропном приближении для неводородных атомов. Основные кристаллографические данные и результаты уточнения структур 1-5 приведены в табл. 1, основные длины связей и валентные углы - в табл. 2. Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 2233179 (1), № 2183340 (2), № 2233088 (3), № 2233180 (4), № 2217274 (5); ; .

Кристаллографические данные, параметры эксперимента и уточнения структур 1 - 5

Таблица 1

Параметр

1

2

3

4

5

Формула

C 40 H 24 O 5 F 10 Br 2 Sb 2

C 52 H 37 O 3 F 6 Br 6 Sb 2

C 69 H 69 O 7,5 Cl 3 Sb 3

C 69 H 69 O 7,5 Br 3 Sb 3

C 450 H 288 F 72 O 45 Sb 1

8

М

1177,91

1546,78

1489,84

1623,22

9974,83

Сингония

Моноклинная

Триклинная

Триклинная

Триклинная

Триклинная

Пр. группа

C 2/ c

P– 1

P –1

P –1

P –1

a , Å

24,808(9)

12,325(5)

10,474(7)

10,585(7)

12,045(12)

b, Å

10,837(3)

13,749(6)

11,179(6)

11,255(7)

24,31(3)

c, Å

32,215(10)

17,774(8)

29,736(14)

29,712(18)

36,66(4)

α, град.

90,00

83,259(16)

88,899(18)

88,41(3)

101,75(5)

β, град.

96,711(19)

80,26(3)

82,542(19)

82,43(3)

98,50(3)

γ, град.

90,00

65,894(15)

76,22(3)

75,01(3)

98,52(5)

V , Å3

8601(5)

2706(2)

3353(3)

3389(4)

10216(19)

Z

8

2

2

2

1

ρ (выч.), г/см3

1,819

1,898

1,476

1,591

1,6213

–1 µ , мм

3,199

5,489

1,370

3,006

1,269

F (000)

4528,0

1478,0

1494,0

1602,0

4906,1

Размер кристалла (мм)

0,36×0,34×0,18

0,29×0,15×0,06

0,42×0,2×0,09

0,35×0,3×0,1

0,31×0,21×0,06

Область сбора данных по 2 θ , град.

5,74–68,08

6,06–59,14

5,56–51,62

5,58–33,64

5,6–40,58

Интервалы индексов отражений

–37 ≤ h ≤ 35, –15 ≤ k ≤ 15, –48 ≤ l ≤ 49

–17 ≤ h ≤ 17, –18 ≤ k ≤ 19, –24 ≤ l ≤ 24

–12 ≤ h ≤ 12, –13 ≤ k ≤ 13, –36 ≤ l ≤ 36

–8 ≤ h ≤ 8, –9 ≤ k ≤ 9, –24 ≤ l ≤ 24

–11 ≤ h ≤ 11, –23 ≤ k ≤ 23, –35 ≤ l ≤ 35

Измерено отражений

95957

144892

65830

14830

99411

Независимых отражений

14384

15098

12738

3789

19647

Переменных уточнения

532

623

754

754

2519

GOOF

1,771

1,010

1,037

1,049

1,099

Окончание табл. 1

Параметр

1

2

3

4

5

R -факторы по F 2 > 2 σ ( F 2)

R 1 = 0,1705, wR 2 = 0,4519

R 1 = 0,0379, wR 2 = 0,0791

R 1 = 0,0383, wR 2 = 0,0803

R 1 = 0,0354, wR 2 = 0,0852

R 1 = 0,0576, wR 2 = 0,1076

R -факторы по всем отражениям

R 1 = 0,2303, wR 2 = 0,4788

R 1 = 0,0681, wR 2 = 0,0888

R 1 = 0,0549, wR 2 = 0,0861

R 1 = 0,0413, wR 2 = 0,0888

R 1 = 0,0925, wR 2 = 0,1310

Остаточная электронная плотность (min/max), e 3

2,34/–4,78

0,92/–1,45

0,83/–1,13

0,76/–0,93

1,78/–1,26

Таблица 2

Связь

d , Å

Угол

\          ω, град.

1

Sb1–O3

1,979(9)

O3‒Sb1‒O1

177,0(4)

Sb1–O1

2,208(10)

O3‒Sb2‒O4

179,2(4)

Sb1–C21

2,096(13)

C21‒Sb1‒C1

116,9(6)

Sb1–C11

2,087(14)

C11‒Sb1‒C21

112,5(5)

Sb1–C1

2,121(12)

C11‒Sb1‒C1

129,5(5)

Sb2–O3

1,939(9)

O3‒Sb2‒O4

179,2(4)

Sb2–C31

2,111(14)

C31‒Sb2‒C411

120,2(5)

Sb2–C411

2,129(13)

C31‒Sb2‒C511

113,0(5)

Sb2–C511

2,122(12)

C511‒Sb2‒C411

125,3(5)

Sb2–O4

2,197(11)

Sb2‒O3‒Sb1

144,5(5)

Преобразования симметрии: 1 +X, - 1+Y, +Z; 2

+X, 1+Y, +Z

2

Sb2–O1

1,971(2)

O1‒Sb2‒O3

176,59(10)

Sb2–O3

2,147(2)

C31‒Sb2‒C51

111,73(13)

Sb2–C51

2,112(3)

C31‒Sb2‒C41

129,60(13)

Sb2–C31

2,107(3)

C41‒Sb2‒C51

118,31(14)

Sb2–C41

2,110(3)

O1‒Sb1‒O2

176,38(9)

Sb1–O1

1,982(2)

C11‒Sb1‒C21

117,24(13)

Sb1–O2

2,159(2)

C11‒Sb1‒C1

124,05(13)

Sb1–C11

2,110(3)

C21‒Sb1‒C1

117,86(13)

Sb1–C21

2,112(3)

Sb2‒O1‒Sb1

152,12(14)

Sb1–C1

2,114(3)

O1‒Sb1‒C11

89,30(11)

Преобразования симметрии: 1 2 - X, - Y, 1 - Z

3

Sb2–O1

1,993(3)

O1‒Sb2‒O4

178,63(10)

Sb2–O4

2,176(3)

C41‒Sb2‒C51

120,37(15)

Sb2–C41

2,103(4)

C41‒Sb2‒C31

125,75(15)

Sb2–C51

2,113(4)

C31‒Sb2‒C51

112,68(15)

Sb2–C31

2,108(4)

O1‒Sb1‒O2

177,65(10)

Sb1–O1

1,971(3)

C1‒Sb1‒C11

123,82(15)

Sb1–O2

2,193(3)

C21‒Sb1‒C11

120,22(14)

Sb1–C11

2,123(4)

C21‒Sb1‒C1

115,00(15)

Sb1–C1

2,114(4)

O6‒Sb3‒O7

174,89(13)

Sb1–C21

2,114(4)

C71‒Sb3‒C81

115,3(2)

Sb3–O6

1,9589(9)

C61‒Sb3‒C81

119,2(2)

Sb3–O7

2,200(5)

C61‒Sb3‒C71

124,7(2)

Sb3–C81

2,117(5)

Sb1‒O1‒Sb2

139,88(14)

Sb3–C71

2,115(5)

Sb3‒O6‒Sb31

179,998(2)

Sb3–C61

2,108(5)

C68‒O7‒Sb3

132,5(6)

O6–Sb31

1,9589(9)

C8‒O2‒Sb1

125,5(3)

Преобразования симметрии: 1 1 - X, 1 - Y, 1 - Z

Продолжение табл. 2

Связь          1               d , Å              \

Угол            1         ω, град.

4

Sb1–O1

1,994(6)

O1‒Sb1‒O2

179,0(3)

Sb1–O2

2,184(8)

C1‒Sb1‒C11

124,7(6)

Sb1–C1

2,096(11)

C1‒Sb1‒C21

112,9(6)

Sb1–C11

2,121(11)

C11‒Sb1‒C21

121,2(6)

Sb1–C21

2,127(10)

O1‒Sb2‒O4

178,1(3)

Sb2–O1

1,973(6)

C51‒Sb2‒C31

119,2(6)

Sb2–O4

2,199(8)

C51‒Sb2‒C41

114,6(6)

Sb2–C51

2,096(11)

C41‒Sb2‒C31

125,0(4)

Sb2–C31

2,125(11)

O6‒Sb3‒O7

175,2(4)

Sb2–C41

2,102(11)

C71‒Sb3‒C61

124,3(9)

Sb3–O6

1,9561(13)

C81‒Sb3‒C61

115,7(9)

Sb3–C61

2,107(14)

C81‒Sb3‒C71

118,7(8)

Sb3–O7

2,259(13)

Sb2‒O1‒Sb1

139,8(3)

Sb3–C71

2,086(16)

Sb31‒O6‒Sb3

179,999(1)

Sb3–C81

2,070(15)

O4‒C38‒C39

114,1(13)

O6–Sb31

1,9560(13)

O5‒C38‒O4

126,9(12)

Преобразования симметрии: 1 1 - X, 2 - Y, 1 - Z

5

Sb1–O1

1,958(7)

O1‒Sb1‒O2

177,6(3)

Sb1–O2

2,190(8)

C11‒Sb1‒C21

115,3(6)

Sb1–C11

2,106(12)

C1‒Sb1‒C11

128,2(5)

Sb1–C1

2,102(11)

C1‒Sb1‒C21

115,4(6)

Sb1–C21

2,108(12)

O1‒Sb2‒O4

177,9(3)

Sb2–O1

1,983(7)

C31‒Sb2‒C51

115,7(5)

Sb2–O4

2,180(8)

C41‒Sb2‒C51

126,2(5)

Sb2–C51

2,138(12)

C41‒Sb2‒C31

117,6(5)

Sb2–C31

2,092(12)

O6‒Sb3‒O7

176,7(3)

Sb2–C41

2,089(13)

C81‒Sb3‒C101

115,9(5)

Sb3–O6

1,967(7)

C91‒Sb3‒C81

117,6(5)

Sb3–O7

2,178(8)

C91‒Sb3‒C101

125,8(5)

Sb3–C81

2,089(11)

O11‒Sb5‒O12

177,2(3)

Sb3–C91

2,087(13)

C181‒Sb5‒C171

114,6(5)

Sb3–C101

2,126(14)

C181‒Sb5‒C161

126,1(5)

Sb5–O12

2,193(7)

C171‒Sb5‒C161

118,3(5)

Sb5–O11

1,957(8)

O6‒Sb4‒O9

177,2(3)

Sb5–C181

2,102(12)

C131‒Sb4‒C111

113,9(4)

Sb5–O171

2,104(12)

C131‒Sb4‒C121

115,6(4)

Sb5–O161

2,109(13)

C111‒Sb4‒C121

129,7(5)

Sb4–O6

1,984(7)

O11‒Sb6‒O14

177,9(3)

Sb4–O9

2,181(7)

C191‒Sb6‒C211

117,1(6)

Sb4–C131

2,092(6)

C201‒Sb6‒C191

114,7(6)

Sb4–C111

2,104(12)

C201‒Sb6‒C211

127,0(6)

Sb4–C121

2,105(11)

O16‒Sb8‒O19

177,6(4)

Sb6–O14

2,177(8)

C281‒Sb8‒C291

116,4(6)

Sb6–O11

1,985(8)

C281‒Sb8‒C271

124,8(4)

Sb6–C191

2,074(7)

C291‒Sb8‒C271

117,9(6)

Sb6–C211

2,093(14)

O16‒Sb7‒O17

178,3(4)

Sb6–C201

2,047(14)

C251‒Sb7‒C261

115,3(6)

Sb8–O19

2,176(8)

C251‒Sb7‒C241

118,2(7)

Sb8–O16

1,985(8)

C261‒Sb7‒C241

125,4(6)

Sb8–C281

2,063(11)

O21‒Sb9‒O22

175,5(2)

Sb8–C291

2,074(12)

C341‒Sb9‒C331

116,3(5)

Sb8–C271

2,091(8)

C341‒Sb9‒C321

111,0(8)

Sb7–O17

2,178(8)

C331‒Sb9‒C321

132,6(8)

Окончание табл. 2

Связь

d , Å

Угол

ω, град.

Sb7–O16

1,937(8)

O21 - Sb9 - C341

91,7(4)

Sb7–C251

2,096(8)

O21 - Sb9 - C331

90,2(3)

Sb7–C261

2,097(13)

O21 - Sb9 - C321

90,5(7)

Sb7–C241

2,104(17)

O22 - Sb9 - C341

84,2(4)

Sb9–O22

2,171(9)

Sb9‒O21‒Sb91

180,00

Sb9–O21

1,9466(17)

Sb1‒O1‒Sb2

148,1(4)

Sb9–C341

2,060(11)

Sb3‒O6‒Sb4

147,3(4)

Sb9–C331

2,090(9)

Sb7‒O16‒Sb8

157,7(5)

Sb9–C321

2,117(19)

Sb5‒O11‒Sb6

152,0(4)

Обсуждение результатов

Одними из наиболее изученных производных пятивалентной сурьмы являются биядерные соединения [Ar 3 SbOC(O)R] 2 O [1 - 34], основное различие геометрии молекул которых заключается в строении фрагмента Sb–O–Sb. В большинстве случаев фрагменты имеют угловую форму и лишь иногда линейную. Также известны кристаллы, в ячейках которых одновременно присутствуют молекулы (Ar 3 SbX) 2 O (Ar = Ph, p-Tol; X = CH 2 Cl, CH 2 Br) с угловым и линейным центральными фрагментами [39]. Факторы, влияющие на величину угла при мостиковом атоме кислорода, не выяснены, и нельзя спрогнозировать, линейную или угловую форму будет иметь фрагмент Sb–O–Sb той или другой молекулы, однако исследование структур данного типа может позволить определить какие-либо закономерности в производных указанного типа. В настоящей работе синтезированы и кристаллографически охарактеризованы пять неизвестных ранее биядерных арильных соединений сурьмы, представляющих интерес для получения иных сурьмаорганиче-ских производных. Известно, что кристаллы подавляющего большинства ковалентных сурьмаор-ганических соединений содержат один или два типа кристаллографически независимых молекул [40]. Однако в некоторых случаях число типов кристаллографически независимых молекул кристалле может быть больше, как, например, в кристалле трис (4- N,N -диметиламинофенил)сурьмы с четырьмя типами кристаллографически независимых молекул [41].

По данным РСА следует, что кристаллы комплексов 1 - 5 состоят из биядерных молекул с угловым фрагментом Sb-O-Sb (рис. 1 - 5), причем в кристаллах присутствуют: 1) один тип кристаллографически независимых молекул с углами SbOSb 144,5(5) ° для 1 и 152,12(14) ° для 2 , 2) два типа кристаллографически независимых молекул с углами SbOSb 139,88(14) ° и 179,998(2) ° для 3, 139,8(3) ° и 179,999(1) ° для 4 , 3) пять типов кристаллографически независимых молекул с разными значениями угла SbOSb [147,3(4) ° , 148,1(4) ° , 152,0(4) ° , 157,7(5) ° , 180,00 ° ] для 5 .

Рис. 1. Общий вид комплекса 1

Рис. 2. Общий вид комплекса 2

Рис. 3. Общий вид комплекса 3

Рис. 4. Общий вид комплекса 4

Рис. 5. Общий вид комплекса 5

Длины связей и значения валентных углов в структурах соединений 1 - 5 близки к наблюдаемым в аналогичных известных структурах [4].

Выводы

Методом рентгеноструктурного анализа определено строение пяти биядерных арильных соединений сурьмы, в кристаллах которых присутствуют: 1) один тип кристаллографически независимых молекул с углами SbOSb 144,5(5) ° для 1 и 152,12(14) ° для 2 , 2) два типа кристаллографически независимых молекул с углами SbOSb 139,88(14) ° и 179,998(2) ° для 3, 139,8(3) ° и 179,999(1) ° для 4 , 3) пять типов кристаллографически независимых молекул с разными значениями угла SbOSb [147,3(4) ° , 148,1(4) ° , 152,0(4) ° , 157,7(5) ° , 180,00 ° ] для 5 .

Статья научная