N,N′-Bis(aryl)pyridine-2,6-dicarboxamide complexes of ruthenium: Synthesis, structure and redox properties

Reaction of five N,N′-bis(aryl)pyridine-2,6-dicarboxamides (H2L-R, where H2 denotes the two acidic protons and R (R = OCH3, CH3, H, Cl and NO2) the para substituent in the aryl fragment) with [Ru(trpy)Cl3](trpy = 2,2′,2″-terpyridine) in refluxing ethanol in the presence of a base (NEt3) affords a group of complexes of the type [RuII(trpy)(L-R)], each of which contains an amide ligand coordinated to the metal center as a dianionic tridentate N,N,N-donor along with a terpyridine ligand. Structure of the [RuII(trpy)(L-Cl)] complex has been determined by X-ray crystallography. All the Ru(II) complexes are diamagnetic, and show characteristic 1H NMR signals and intense MLCT transitions in the visible region. Cyclic voltammetry on the [RuII(trpy)(L-R)] complexes shows a Ru(II)–Ru(III) oxidation within 0.16–0.33 V versus SCE. An oxidation of the coordinated amide ligand is also observed within 0.94–1.33 V versus SCE and a reduction of coordinated terpyridine ligand within −1.10 to −1.15 V versus SCE. Constant potential coulometric oxidation of the [RuII(trpy)(L-R)] complexes produces the corresponding [RuIII(trpy)(L-R)]+ complexes, which have been isolated as the perchlorate salts. Structure of the [RuIII(trpy)(L-CH3)]ClO4 complex has been determined by X-ray crystallography. All the Ru(III) complexes are one-electron paramagnetic, and show anisotropic ESR spectra at 77 K and intense LMCT transitions in the visible region. A weak ligand-field band has also been shown by all the [RuIII(trpy)(L-R)]ClO4 complexes near 1600 nm.

New mono- and dinuclear ruthenium complexes containing the 3,5-bis(2-pyridyl)pyrazole ligand. Synthesis, characterization and applications

Se han sintetizado dos nuevos complejos mononucleares de Ru, con formula [RuCl2(Hbpp)(dmso)2], a partir de la reacción entre [RuCl2(dmso)4] y Hbpp (3,5-bis(2-piridil)pirazola). El hecho que sólo tres de los seis posibles estereoisómeros se obtengan a partir de esta reacción, se ha racionalizado en base a factores estructurales y electrónicos. Estos complejos se han caracterizado de forma estructural, espectroscópica y electroquímica. En acetonitrilo en medio básico, el isómero trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] da lugar a procesos de isomerización de enlace de un ligando dmso cuando el Ru(II) se oxida a Ru(III). Las constantes termodinámicas y cinéticas para el proceso se han determinado por voltametria cíclica. La irradiación de trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] y cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] con luz UV o solar da lugar a reacciones de fotosustitución de un ligando dmso por una molécula de acetonitrilo para dar un nuevo compuesto el cual ha sido caracterizado en solución por técnicas espectroscópicas y electroquímicas. Ambos complejos resultan catalizadores útiles en la transferencia de hidrógeno de isopropanol a acetofenona, obteniéndose 1-feniletanol como único producto y un 42.1% de conversión (36.1 ciclos metálicos) a 80ºC con el isómero trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2], que resulta significativamente más eficaz que el complejo cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2]. La reacción de cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] con trpy (2,2':6',2"-terpiridina) da lugar a los dos isómeros geométricos del complejo [Ru(Hbpp)(trpy)(Cl)]+, el in y el out. Estos complejos se han aislado y caracterizado por técnicas estructurales, espectroscópicas y electroquímicas. Estos cloro complejos han sido utilizados como precursores para la síntesis de los complejos análogos con ligandos aqua (in,out-[Ru(Hbpp)(trpy)(H2O)]2+) y piridina (in,out-[Ru(Hbpp)(trpy)(py)]2+), los cuales también han sido aislados y caracterizados. Las propiedades ácido-base de los aqua complejos, y del complejo out-py se han estudiado detalladamente por voltametria cíclica y mediante valoraciones espectrofotométricas ácido-base. El tratamiento matemático de los datos así obtenidos nos ha permitido determinar los valores de pKa para los distintos equilibrios de protonación de los complejos en los estados de oxidación II y III. El complejo out-aqua ha demostrado ser un buen catalizador para la oxidación electroquímica del alcohol benzílico, presumiblemente a benzaldehido. La constante de velocidad de segundo orden para el proceso ha sido determinada como 17.1 M-1 s-1, por simulación matemática. El dímero con un puente cloro, [Ru2Cl(bpp)(trpy)2]2+ ha sido preparado por dos rutas sintéticas diferentes. El dímero análogo con un puente acetato se ha obtenido por reacción del cloro dímero con un exceso de acetato sódico. El dímero con dos ligandos aqua [Ru2(bpp)(trpy)2(OH2)2]3+ puede obtenerse por hidrólisis ácida del complejo con un acetato puente o por hidrólisis básica del complejo con un puente cloro. Estos complejos han sido caracterizados por técnicas estructurales, espectroscópicas y electroquímicas. Las soluciones del dímero con dos ligandos aqua en medio ácido resultan inestables a la coordinación de aniones de la solución con el tiempo. Las propiedades ácido-base del dímero con dos aguas coordinadas han sido estudiadas por voltametria cíclica y mediante experimentos de electrólisis a potencial controlado. El pKa para la desprotonación de uno de los ligandos aqua ha sido determinado mediante una valoración espectrofotométrica ácido-base como 6.7. Este valor tan bajo de pKa se atribuye a la formación de la entidad {Ru2O2H3}, favorable termodinámicamente. Los espectros UV-vis para los distintos estados de oxidación del aqua dímero, de RuIIRuII a RuIIIRuIV, han sido obtenidos por oxidación química y electroquímica del complejo. Se han llevado a cabo estudios cinéticos de la oxidación, paso a paso, de RuII,II a RuIV,IV , y se han determinado las constantes de oxidación de segundo orden para los distintos procesos de oxidación. La capacidad del aqua dímero en la oxidación del agua a oxígeno molecular ha sido investigada en solución homogénea utilizando CeIV como oxidante. La evolución de oxígeno se ha demostrado por cromatografia de gases. Se ha obtenido una eficiencia del 73% y 18.6 ciclos catalíticos, cuando 1.83 x 10-6 moles de dímero se han mezclado con un exceso de 100 equivalentes de cerio. El dímero con dos aguas cataliza también la oxidación del agua de forma heterogénea, con el complejo adsorbido sobre una membrana de nafion, aunque la eficiencia es menor. Se ha propuesto un mecanismo intramolecular para la reacción de oxidación del agua. Consiste en la oxidación a 4 electrones del dímero, de RuII,II a RuIV,IV, el cual reacciona con el agua para formar oxígeno y revierte nuevamente al estado de oxidación II,II. Este modelo es consistente con estudios catalíticos de la evolución de oxígeno en función de las concentraciones de cerio y catalizador, llevados a cabo en solución ácida homogénea, que demuestran que la oxidación a 4 electrones del agua se encuentra catalizada por una sola molécula de complejo bajo concentraciones elevadas de cerio. La constante de pseudo-primer-orden para la evolución de oxígeno tiene un valor de 1.4 x 10-2 s-1, que es uno de los valores de constante más elevados obtenidos hasta la fecha. Desafortunadamente, el aqua dímero se desactiva durante el proceso de catálisis dando lugar a una especie naranja, la cual estamos actualmente tratando de caracterizar.

New Ruthenium complexes containing N, P and S-donor type of ligands: coordination chemistry, characterization and application to asymetric and non-asymetric catalysis

Síntesi de nous complexos de Ruteni amb lligands no quirals que tenen per fórmula [Ru(phen)([9]aneS3)X] (on X = H2O, py i MeCN). Caracterització espectroscòpica electroquímica i estructural d'aquesta família de complexos. Estudi de les seves propietats catalítiques en front a l'oxidació de substrats orgànics com l'alcohol benzílic en reaccions d'electrocatàlisi. Avaluació cinètica dels mecanismes de substitució entre els complexos Ru-py i Ru-MeCN. Generació d'un interruptor molecular foto-induït. Síntesi de nous complexos quirals de Ru atropoisomèricament purs amb lligands oxazolínics que tenen per fórmula [Ru(trpy)(Ph-box-R)X] on (X = Cl, H2O, py, MeCN, 2-OH-py). Caracterització estructural exhaustiva en estat sòlid (Raig-X) en solució (RMN) i en fase gas (càlculs DFT). Avaluació de la seva activitat catalítica en reaccions asimmetriques d'epoxidació de substrats proquirals. Síntesi de nous lligands polipiridílics quirals amb simetria C3. Estudi de la seva química de coordinació i avaluació de la seva activitat catalítica en reaccions asimmetriques d'oxidació i reducció.

1-(2 '-pyridylazo)-2-naphtholate complexes of ruthenium: synthesis, characterization, and DNA binding properties

Reaction of 1-(2'-pyridylazo)-2 -naphthol (Hpan) with [Ru(dmso)(4)Cl-2] (dmso=dimethylsulfoxide), [Ru(trpy)Cl-3] (trpy=2,2',2 ''-terpyridine), [Ru(bpy)Cl-3] (bpy=2,2'-bipyridine) and [Ru(PPh3)(3)Cl-2] in refluxing ethanol in the presence of a base (NEt3) affords, respectively, the [Ru(pan)(2)], [Ru(trpy)(pan)](+) (isolated as perchlorate salt), [Ru(bpy)(pan)Cl] and [Ru(PPh3)(2)(pan)Cl] complexes. Structures of these four complexes have been determined by X-ray crystallography. in each of these complexes, the pan ligand is coordinated to the metal center as a monoanionic tridentate N,N,O-donor. Reaction of the [Ru(bpy)(pan)Cl] complex with pyridine (py) and 4-picoline (pic) in the presence of silver ion has yielded the [Ru(bpy)(pan)(py)](+) and [Ru(bpy)(pan)(pic)](+) complexes (isolated as perchlorate salts), respectively. All the complexes are diamagnetic (low-spin d(6), S = 0) and show characteristic H-1 NMR signals and intense MLCT transitions in the visible region. Cyclic voltammetry on all the complexes shows a Ru(II)-Ru(III) oxidation on the positive side of SCE. Except in the [Ru(pan)(2)] complex, a second oxidative response has been observed in the other five complexes. Reductions of the coordinated ligands have also been observed on the negative side of SCE. The [Ru(trpy)(pan)]ClO4, [Ru(bpy)(pan)(py)]ClO4 and [Ru(bpy) (pan)(pic)]ClO4 complexes have been observed to bind to DNA, but they have not been able to cleave super-coiled DNA on UV irradiation. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.