Строение аддукта бис(хлорацетата) три(о-толил)висмута с хлоруксусной кислотой

Автор: Андреев Павел Валерьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry

Рубрика: Химия элементоорганических соединений

Статья в выпуске: 3 т.11, 2019 года.

Бесплатный доступ

Аддукт бис (хлорацетата) три( о -толил)висмута с хлоруксусной кислотой ( o -Tol)3Bi[OC(O)CH2Cl]2 × HOC(O)CH2Cl (1) синтезирован из бис (хлорацетата) три( о -толил)висмута и хлоруксусной кислоты в бензоле. Методом рентгеноструктурного анализа (РСА) определено строение аддукта 1. РСА кристалла соединения проводили на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (Мо Кα -излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор) при 292 К. 1, P 21/ с , a = 10,8054(2), b = 14,2764(3), c = 12,9748(3) Å, β = 102,677(2)º, V = 1952,73(7) Å3, Z = 4, размер кристалла 0,209 × 0,172 × 0,116 мм, область сбора данных по q 3,371 - 30,508 град., интервалы индексов отражений -15 ≤ h ≤ 15, -20 ≤ k ≤ 20, -18 ≤ l ≤ 18, измерено отражений 38696, независимых отражений 5964, переменных уточнения 299, GOOF 1,13, R -факторы по F 2> 2s( F 2) R 1 = 0,0348, w R 2 = 0,076, остаточная электронная плотность -0,523 / 0,777 e/A3, r (выч.) 1,445 г/см3. В структуре кристалла 1 атомы Bi имеют координацию искаженной тригональной бипирамиды с атомами кислорода в аксиальных положениях. Аксиальный угол OBiO в соединении 1 равен 175,24(11)°. Длины связей Bi-O и Bi-С равны 2,258(3)-2,302(3) и 2,211(5)-2,228(5) Å. Молекула хлоруксусной кислоты связана координационной связью через карбоксильный атом водорода с карбонильным атомом кислорода одной из двух карбоксильных групп дикарбоксилата триарилвисмута. Межмолекулярные расстояния O×××HO (1,9 Å) меньше суммы вандерваальсовых радиусов O и H на ~ 0,8 Å.

Еще

Аддукт, комплексное соединение, висмут, уксусная кислота, рентгеноструктурный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/147233136

IDR: 147233136 | DOI: 10.14529/chem190307

Текст научной статьи Строение аддукта бис(хлорацетата) три(о-толил)висмута с хлоруксусной кислотой

В продолжение изучения строения органических производных висмута в настоящей работе впервые исследовано строение аддукта бис (хлорацетата) три( o -толил)висмута с хлоруксусной кислотой.

Экспериментальная часть

Рентгеноструктурный анализ кристаллов соединения 1 проводили на дифрактометре D8 Quest фирмы Bruker (Mo K „ -излучение, X = 0,71073 А, графитовый монохроматор) при 293 К. Сбор, редактирование данных и уточнение параметров элементарной ячейки, а также учет поглощения проведены по программам SMART и SAINT- Plus [1]. Все расчеты по определению и уточнению структур выполнены по программам SHELXL/PC [2, 3], OLEX2 [4], ShelxLe [5]. Структура определена прямым методом и уточнена методом наименьших квадратов в анизотропном приближении для неводородных атомов. Основные кристаллографические данные и результаты уточнения структуры 1 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 [6] (№ 1576038 (1); ; .

Обсуждение результатов

Особенности строения многих органических соединений фосфора, сурьмы и висмута обсуждаются в ряде работ [7 - 26]. Весьма интересно строение аддуктов P^SbX ^ HK, полученных взаимодействием пентафенилсурьмы с уксусной или азотной кислотами (мольное соотношение 1:2) в бензоле [27, 28]. Однако об особенностях строения производных Ph₃EX^HX (E = Sb, Bi) ранее не сообщалось.

Продолжая изучение строения указанных производных, в настоящей работе была снята и расшифрована структура аддукта бис (хлорацетата) три( o -толил)висмута с хлоруксусной кислотой (см. рисунок, табл. 1, 2), который синтезировали по реакции эквимолярных количеств триарилвисмута с карбоновой кислотой в бензоле при комнатной температуре. По мере удаления растворителя из раствора выпадали бесцветные кристаллы аддукта (1:1).

В структуре кристалла 1 атомы висмута находятся в классической для соединений Ar 3 BiX 2 искаженной тригонально-бипирамидальной координации [7]. Сольватная молекула хлоруксусной кислоты координирована на один из хлорацетатных лигандов, причем расстояние O ⋅⋅⋅ H составляет 1,9 Å, что меньше суммы вандерваальсовых радиусов атомов кислорода и водорода (2,7 Å [29]). Пространственная упаковка кристалла представляет собой трехмерный каркас молекул хлоруксусной кислоты и бис (хлорацетата) три( o -толил)висмута, связанных слабыми вандерва-альсовыми взаимодействиями.

Строение соединения аддукта бис (хлорацетата) три( о -толил)висмута с хлоруксусной кислотой Ph 3 Bi[OC(O)CH 2 Cl] 2 ⋅ HOC(O)CH 2 Cl (1)

Taблица 1

Кристаллографические данные, параметры эксперимента и уточнения структур соединения 1

Параметр	Значение
Формула	C 27 H 28 BiCl 3 O 6
М	424,82
Сингония	Моноклинная
Пр. группа	P 2 1 /c
a , Å	10,8054(2)
b, Å	14,2764(3)
c, Å	12,9748(3)
α,º	90
β,º	102,677(2)
γ,º	90
V , Å³	1952,73(7)
Z	4
ρ (выч.), г/см³	1,445
- 1 µ , мм	1,72
F (000)	847
Размер кристалла (мм)	0,209 × 0,172 × 0,116
Область сбора данных по θ , град.	3,371 - 30,508

Окончание табл. 1

Параметр	Значение
Интервалы индексов отражений	–15 ≤ h ≤ 15 –20 ≤ k ≤ 20 –18 ≤ l ≤ 18
Измерено отражений	38696
Независимых отражений	5964
Переменных уточнения	299
GOOF	1,13
R -факторы по F²> 2 σ (F²)	R 1 = 0,0348; wR 2 = 0,076
R -факторы по всем отражениям	R 1 = 0,0439; wR 2 = 0,0803
Остаточная электронная плотность (min/max), e/A³	–0,523 / 0,777

Taблица 2

Основные длины связей и валентные углы в структуре 1

Связь	Длина, Å	Угол	ω , град.
1
Bi(1) – C(11)	2,211(5)	C(11) – Bi(1) – C21	113,96(18)
Bi(1) – C(21)	2,217(4)	C(11) – Bi(1) – C(1)	129,86(17)
Bi(1) – C(1)	2,228(5)	C(21) – Bi(1) – C(1)	116,13(17)
Bi(1) – O(3)	2,258(3)	C(11) – Bi(1) – O(3)	86,99(15)
Bi(1) – O(1)	2,302(3)	C(21) – Bi(1) – O(3)	88,78(14)
		C(1) – Bi(1) – O(3)	96,08(15)
		C(11) – Bi(1) – O(1)	89,01(15)
		C(21) – Bi(1) – O(1)	95,21(14)
		C(31) – Bi(1) – O(1)	84,51(15)
		O(3) – Bi(1) – O(1)	175,24(11)

Выводы

В настоящей работе методом РСА изучено строение кристалла аддукта бис (хлорацетата) три( о -толил)висмута с хлоруксусной кислотой ( o -Tol) 3 Bi[OC(O)CH 2 Cl] 2 ⋅ HOC(O)CH 2 Cl.

Автор выражает благодарность профессору В.В. Шарутину за синтез и получение монокристаллов исследованного соединения.

Работа выполнена в рамках базовой части государственного задания высшим учебным заведениям и научным организациям в сфере научной деятельности, проект № 3.6502.2017/БЧ.

Список литературы Строение аддукта бис(хлорацетата) три(о-толил)висмута с хлоруксусной кислотой

Bruker. SMART and SAINT-Plus. Versions 5.0. Data Collection and Processing Software for the SMART System. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
Sheldrick, G.M. Crystal structure refinement with SHELX / G.M. Sheldrick // Acta Cryst. - 2015. - V. C71. - P. 3-8. DOI: 10.1107/S2053229614024218
Bruker. SHELXTL/PC. Versions 5.10. An Integrated System for Solving, Refining and Displaying Crystal Structures From Diffraction Data. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
OLEX2: Complete Structure Solution, Refinement and Analysis Program / O.V. Dolomanov, L.J. Bourhis, R.J. Gildea et al. // J. Appl. Cryst. - 2009. - V. 42. - P. 339-341. DOI: 10.1107/S0021889808042726
Hübschle, C.B. ShelXle: A Qt graphical user interface for SHELXL / C.B. Hübschle, G.M. Sheldrick, B. Dittrich // J. Appl. Cryst. - 2011. - V. 44, № 6. - P. 1281-1284. DOI: 10.1107/S0021889811043202
The Cambridge Structural Database / C.R. Groom, I.J. Bruno, M.P. Lightfoot et al. // Acta Crystallogr. - 2016. - V. B 72, № 2. - Р. 171-179.
DOI: 10.1107/S2052520616003954
Шарутина, О.К. Молекулярные структуры органических соединений сурьмы (V) / О.К. Шарутина, В.В. Шарутин. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2012. - 395 с.
Interaction of Pentaphenylantimony with Carboranedicarboxylic Acid. / Sharutin, O.K. Sharutina, Y.O. Gubanova et al. // J. Organomet. Chem. - 2015. - V. 798. - P. 41-45.
DOI: 10.1016/j.jorganchem.2015.09.002
Synthesis and Structure of Bis(tetraphenyl-l5-stibanyl)-1,7-carborane-1,7-dicarboxylate / V.V. Sharutin, O.K. Sharutina, Y.O. Gubanova et al. // Mendeleev Commun. - 2018. - V. 28. - P. 621-622.
DOI: 10.1016/j.mencom.2018/11/019
Термолиз пентафенилфосфорана в присутствии диоксида углерода / В.В. Шарутин, В.Т. Бычков, А.В. Лебедев и др. // Журн. общ. xимии. - 1986. - Т. 56. - № 2. - С. 325-328.
Alkyloxy- and Silyloxy-Derivatives of P(V) and Sb(V) / G.A. Razuvaev, N.A. Osanova, T.G. Brilkina et al. // J. Organometal. Chem. - 1975. - V. 99, № 1. - P. 93-106.
DOI: 10.1016/S0022-328X(00)8636
Карбоксилаты и сульфонаты тетрафенилфосфора. Синтез и строение / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина и др. // Журн. общ. химии. - 2009. - Т. 79. - С. 80-89.
Bis(but-2-enoato-κO)triphenylbismuth(V) / P.V. Andreev, N.V. Somov, O.S. Kalistratova et al. // Acta Cryst. - 2013. - V. E69, № 6. - m 333.
DOI: 10.1107/S1600536813013317
Synthesis and Structures of Triphenylbismuth Bis[3-(2-Furyl)Acrylate] Ph3Bi[O2CCH=CH(C4H3O)]2 and Triphenylbismuth Di-meta-nitrocinnamate Ph3Bi(O2CCH=CH-С6H4)2 / A.A. Gusakovskaya, O.S. Kalistratova, P.V. Andreev et al. // Cryst. Rep. - 2018. - V. 63, № 2. - P. 186-190.
DOI: 10.1134/S1063774518020062
Реакции пентаарилсурьмы с диацилатами триарилсурьмы / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, А.П. Пакусина и др. // Журн. общ. химии. - 1997. - Т. 67. - Вып. 9. - С. 1536-1541.
Muller, G. Crystal and Molecular Structure of P(C6H5)5·0.5 THF / G. Muller, U.J. Bildmann // Z. Naturforsch. B. Chem. Sci. - 2004. - Bd. 59, № 11-12. - P. 1411-1414.
DOI: 10.1515/znb-2004-11-1207
Day, R.O. Molecular Structure of the Methyl and Phenyl Derivatives of Bis(2,2'-biphenylylene)phosphorene / R.O. Day, S. Husebye, R.R. Holmes // Inorg. Chem. - 1980. - V. 19, № 12. - P. 3616-3622.
DOI: 10.1021/ic50214a011
A Facile Access to 1λ5, 3λ5-Benzodiphospholes / H.J. Bestmann, H.P. Oechsner, C. Egerer-Sieber et al. // Angew. Chem. Int. Ed. - 1995. - V. 34. - P. 2017-2020.
DOI: 10.1002/anie.199520171
Синтез и строение бис(фенилкарборанилкарбоксилата) трифенилвисмута / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина и др. // Журн. общ. химии. - 2010. - Т. 80, № 10. - С. 1630-1633.
Шарутин, В.В. Синтез и строение бис(1-адамантанкарбоксилата) трифенилвисмута / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина // Журн. неорган. химии. - 2011. - Т. 56, № 10. - С. 1644-1646.
Шарутин, В.В. Синтез и строение бис(пентахлорбензоата)трифенилвисмута / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина // Журн. неорган. химии. - 2014. - Т. 59, № 6. - С. 734-737.
DOI: 10.7868/S0044457X14060208
Cинтез и cтроение дикарбоксилатов трис(5-бром-2-метоксифенил)висмута: [(C6H3(Br-5)(MeO-2)]3Bi[OC(O)CHal3]2 (Hal = F, Cl) / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, В.А. Ермакова и др. // Журн. неорган. химии. - 2017. - Т. 62, № 8. - С. 1049-1056.
DOI: 10.7868/S0044457X17080050
Синтез и кристаллические структуры гексахлороплатината, тетрахлороаурата и гексахлоростанната тетрафенилсурьмы (V) [Ph4Sb] 2[PtCl6]2-, [Ph4Sb] [AuCl4]-, [Ph4Sb] 2 [SnCl6]2- / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.А. Фастовец и др. // Коорд. химия. - 2008. - Т. 34, № 5. - С. 373-379.
Синтез и строение комплексов золота и меди: [Ph3PhCH2P] [AuCl4]-, [NH(C2H4OH)3] [AuCl4]- ∙H2O и [Ph3EtP] 2[Cu2Cl6]2- / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина и др. // Журн. неорган. химии. - 2010. - Т. 55, № 9. - С. 1499-1505.
Шарутин, В.В. Синтез и строение комплексов золота [Ph3PCH2CH=CHCH2PPh3]2 [AuCl4]-2 и [Ph3PCH2CH2COOH] [AuCl4]- / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, В.С. Сенчурин // Журн. неорган. химии. - 2015. - Т. 60, № 8. - С. 1040-1044.
DOI: 10.7868/S0044457X15080188
Шарутин, В.В. Синтез и строение комплексов золота [Ph3P(CH2C6H4F-4)] [AuCl4]- и [Ph3PCH2CH=CHMe] [AuCl4]- / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, В.С. Сенчурин // Журн. общ. химии. - 2016. - Т. 86, № 10. - С. 1709-1713.
Schmidbaur, H. Hydrogendicarboxylat-Ionen als Wasserstoffbrückenverknüpfte Chelatsysteme in Organoantimonverbindunge / H. Schmidbaur, K.H. Mitschke // Angew. Chem. - 1971. - V. 83, № 4. - P. 149-150.
DOI: 10.1002/ange.19710830414
Синтез и строение аддуктов нитрата тетрафенилсурьмы с азотной кислотой и ацетата тетрафенилсурьмы с уксусной кислотой / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина и др. // Журн. неорг. химии. - 2008. - Т. 53, № 7. - С. 1194-1198.
Бацанов, С.С. Атомные радиусы элементов / С.С. Бацанов // Журн. неорган. химии. - 1991. - Т. 36, № 12. - С. 3015-3037.

Еще

Статья научная