Étude de nouveaux complexes de type ansa-chromocène

Les complexes de la famille des ansa-chromocènes sont relativement peu nombreux, mais ils ont tout de même démontré des réactivités intéressantes comme la possibilité de coordonner une molécule de monoxyde de carbone au centre métallique sans être sous pression constante de gaz, ce qui n’est pas le cas pour l’homologue chromocène. L’ansa-chromocène le plus surprenant est sans doute le Me2Si(C5Me4)2Cr, car il est le seul qui ne comporte pas de ligand autre que celui de type ansa. Cependant, ce composé a été obtenu sans que le mécanisme de la réaction ne soit compris et prouvé, seul un mécanisme proposé a été publié. Au cours de cette étude, le mécanisme proposé a tout d’abord été infirmé grâce à de nombreuses expériences qui ont mené à l’élaboration d’un nouveau mécanisme. Par la suite, la réactivité du Me2Si(C5Me4)2Cr a été approfondie en le faisant réagir avec divers réactifs. Aucun produit d’addition oxydante n’a été isolé, mais la réaction avec l’isonitrile forme un complexe asymétrique avec deux isonitriles coordonnés. La détermination du moment magnétique du composé Me2Si(C5Me4)2Cr confirme la présence de deux électrons non-pairés à la température de la pièce et évoque la possibilité d’une transition à S=2 à température plus élevée. La synthèse de nouveaux complexes de type ansachromocène insaturé a été tentée avec d’autres ligands ansa, et la réaction avec [C2H4(C9H6)2]Li2 mène à un complexe dimérique avec des ligands indényles pontés.

Synthesis, properties and characterization of N-Alkyl substituted b-Diketiminato copper(I) Complexes

Le ligand nacnacxylH (xyl = C6Me2H3) et les ligands dikétimines N-alkyle substitués (nacnacCH(Me)PhH, nacnacBnH and nacnaciPrH) ont été préparés avec de bons rendements à l’exception du nacnaciPrH (23%) en utilisant un protocole en une étape et à l’aide d’un montage Dean-Stark. La réaction du S,S-nacnacCH(Me)PhH et du nacnacBnH avec le nBuLi dans le THF conduit au S,S-nacnacCH(Me)PhLi(THF) et au nacnacBnLi(THF). Les tentatives de bromation de ces composés par le N-bromosuccinimide conduisent plutôt aux ligands S,S-succnacnacCH(Me)PhH et succnacnacBnH (succ = succinimido) substitués par un groupement succinimido sur le carbone  La chloration par le N-chlorosuccinimide conduit au produit désiré, mais avec des impuretés. La réaction de ces ligands avec le CuOtBu (ou bien MesCu, où Mes = C6Me3H2, et une quantité catalytique de CuOtBu) en présence de bases de Lewis donne les (nacnacxylCu)2(-toluène), nacnacxylCuCNC6H3(Me)2, nacnacCH(Me)PhCuL (L = PPh3, PMe3, CNC6H3(Me)2, DMAP, lutidine, Py, MeCN), nacnacBnCuL (L = PPh3, CNC6H3(Me)2, styrène, trans-stilbene, phenylvinylether, acrylonitrile, diphenylacetylène), nacnaciPrCuL (L = PPh3, CNC6H3(Me)2, MeCN) et le succnacnacCH(Me)PhCuL (PPh3, CNC6H3(Me)2, pyridine). Tous ces complexes sont jaunes et sensibles à l’air et à l’humidité. En l’absence de fortes bases de Lewis, on n’observe pas de réaction entre les précurseurs de cuivre et les ligands N-alkyle substitués. Les études RMN des complexes dans le C6D6 ne présentent pas de complexe de toluène mais un mélange à l’équilibre du (nacnacxylCu)2(-C6D6) et nacnacxylCu(C6D6) dans une proportion de 2 pour 1. Alors que l’addition de plus de cinquante équivalents soit de THF, soit de toluène n’induit aucun changement des spectres RMN, l’addition de 2 équivalents de MeCN conduit instantanément au complexe nacnacxylCu(MeCN). De plus, le (nacnacxylylCu)2(-C6D6) ne se coordone ni ne réagit avec le N2O, même après avoir été chauffé à 60°C pendant treize jours. En présence de DPA (diphenylacétylène), la réaction du nacnacBnH avec le CuOtBu conduit au dimère ponté (nacnacBnCu)2(µ-DPA). L’addition d’un excès de DPA (10-12 équivalents) transforme le dimère ponté en complexe lié en position terminale nacnacBnCuDPA. Les nacnacRH (R = CH(Me)Ph et i-Pr) ne forment pas de complexe ni avec les oléfines ni avec le DPA. Une réactivité similaire a été observée avec les complexes de nacnacCH(Me)PhCu(NCMe) et nacnaci-PrCu(NCMe). Tandis que le complexe lié en position terminale par MeCN a été isolé et caractérisé, l’équilibre en solution nous laisse suspecter la formation d’un complexe d’acétonitrile ponté. Des études de réactivité comparatives ont été menées sur quelques complexes de cuivre. La Morpholine ne réagit pas avec le nacnacBnCu(acrylonitrile) contrairement à l’acrylonitrile libre. L’expérience de l’échange d’oléfine montre que l’acrylonitrile (une oléfine électro-attractrice) se lie plus fortement que les autres oléfines, mettant ainsi en évidence l’importance de la rétrodonation  face à la donation La rétrodonation est cependant faible comparée aux autres complexes de styrène structurellement caractérisés. Les complexes nacnacCH(Me)PhCuL (L = PPh3 et MeCN) ont été employés dans la cyclopropanation catalytique du styrène et dans l’addition conjuguée du ZnEt2 sur la 2-cyclohexénone, mais les résultats indiquent que le ligand dikétimine est éliminé avant son entrée dans le cycle catalytique. Par conséquent, il n’y a pas d’induction chirale. Les complexes tétra coordinées de cuivre avec les nacnacRCu(phen) (R = Bn, CH(Me)Ph et Phen = 1,10-phenanthroline, 2-Mes-1,10-phenanthroline, 2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline (dmp) et 2,9-diphenyl-1,10-phenanthroline (dpp)) ont été synthétisés. Ces complexes sont d’une intense couleur bleue et des interactions d’empilement entre l’un des cycles phényle des ligands nacnac et la phénanthroline ont été observées dans les structures à l’état solide. Les mesures en absorption UV-visible ont été effectuées dans le toluène et les bandes MLCT sont déplacées vers le rouge par rapport à celles des complexes de cuivre et bisphénanthroline. Tous ces composés émettent à l’état solide mais les complexes 1,10-phenanthroline et 2-Mes-1,10-phenanthroline n’émettent pas en solution. Pour renforcer les interactions d’empilement , les nouveaux ligands nacnacRH (R = CH2C6H2(OMe)3, CH2C6F5) et leurs complexes de cuivre respectifs ont été préparés avec du dmp et dpp. Afin de permettre la comparaison, le nacnaciBuCu(dmp) a été synthétisé. Alors que les complexes dmp montrent une augmentation des interactions intramoléculaires - avec les substituants phényle du ligand dikétimine et de la phénanthroline, les complexes dpp ne révèlent pas de telles interactions. Les complexes perfluorés montrent, en absorption et en émission, un déplacement significatif vers le bleu, alors que les complexes substitués par un groupements isobutyle présentent des transitions déplacées vers le rouge. Alors que les intensités de luminescence et les durées de vie sont faibles, les déplacements réduits de Stokes et les pics étroits de luminescence comparables indiquent une réduction des distorsions de l’état excité.

Elementary steps in aqueous proton transfer reactions : a first principles molecular dynamics study

La nature des acides dans un environnement aqueux est primordiale dans de nombreux aspects de la chimie et de la biologie. La caractéristique principale d'un acide est sa capacité à transférer un proton vers une molécule d'eau ou vers n'importe quelle base, mais ce procédé n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Il peut au contraire être extrêmement complexe et dépendre de manière cruciale de la solvatation des différents intermédiaires de réaction impliqués. Cette thèse décrit les études computationnelles basées sur des simulations de dynamique moléculaire ab initio qui ont pour but d'obtenir une description à l'échelle moléculaire des divers procédés de transferts de proton entre acide et bases dans un milieu aqueux. Pour cela, nous avons étudié une serie de système, dont l'acide hydrofluorique aqueux, l'acide trifluoroacétique aqueux, et un système modèle constitué d'un phénol et d'une entité carboxylate reliés entre eux par une molécule d'eau en solution aqueuse. Deux états intermédiaires ont été identifiés pour le transfert d'un proton depuis un acide. Ces intermédiaires apparaissent stabilisés par un motif local de solvatation via des ponts H. Leurs signatures spectroscopiques ont été caractérisées au moyen de la spectroscopie infrarouge, en utilisant le formalisme de la dynamique moléculaire ab initio, qui inclut l'effet quantique nucléaire de manière explicite. Cette étude a aussi identifié trois chemins de réaction élémentaire, qui sont responsable pour le transfert d'un proton d'un acide à une base, ainsi que leurs échelles de temps caractéristiques. Les conclusions tirées de ces études sont discutées dans les détails, au niveau moléculaire, avec une emphase sur les comparaisons entre les résultats théoriques et les mesures expérimentales obtenues dans a littérature ou via des collaborateurs.

Synthesis of new zirconium diketiminate complexes and catalytic applications

Résumé: Dans le but de préparer des complexes de Zr pour la catalyse homogène de la polymérisation des lactides et de l’hydroamination des olefines, l’elaboration et l’optimisation d’une méthode systématique et efficace de synthèse des ligands dikétimines ayant différents substituants alkyles (R) à la position N,N’ a été realisée. Des dikétimines (nacnacRH) symétriques ont été obtenus avec une pureté de plus de 95 % et un rendement de 65 % lorsque R = Me et des rendements allant de 80 à 95 % lorsque le groupe R = n-Pr, i-Pr, i-Bu, Bu, Cy et (+)-CH(Me)Ph. La synthèse des dikétimines ayant des substituants N-alkyls différents, dite asymétriques, donne toujours un mélange statistique de trois ligands: nacnacR,R’H, nacnacR,RH et nacnacR’,R’H qui n’ont pu être separés. Seuls les dikétimines asymétriques avec un substituant N-alkyl et un autre N-aryl (nacnacR,ArH) ont été obtenus avec des rendements plus élevés que celui du mélange statistique. Par la suite, la complexation de ces ligands bidentés au Zr, la caractérisation de ces complexes et l’investigation de la réactivité ont été étudiés. Les complexes de Zr de type (nacnacR)2ZrCl2 ont été obtenus par deux voies de synthèse principales: la première consiste à traiter le sel de lithium du ligand avec le ZrCl4. La seconde est la réaction du ligand avec les complexes neutres d’alkyl-zirconium(IV) par protonation de l'alkyle coordonné. En solution, les complexes obtenus de (nacnacR)2ZrX2 possèdent un comportement dynamique via un « Bailar-twist » et les paramètres d'activation de cette isomérisation ont été calculés. Le complexe octaèdrique (nacnacBn)2ZrCl2 n'est pas réactif dans la carbozirconation et son alkylation n'était pas possible par l’échange des chlorures avec les alkyles. L’analogue diméthylé (nacnacBn)2ZrMe2 peut être préparé par alkylation du ZrCl4 avant la complexation du ligand. On a également observé que ce dernier n’est pas réactif dans la carbozirconation. L‘analogue diéthoxyde (nacnacBn)2Zr(OEt)2 est obtenu par échange des diméthyles avec les éthoxydes. La polymérisation du lactide avec celui-ci en tant que précurseur est relativement lente et ne peut être effectuée que dans le monomère fondu. Par conséquent, pour résoudre les problèmes rencontrés avec les complexes de zirconium (dikétiminates non-pontés), un ligand dikétimines pontés par le diaminocyclohexane, (±)-C6H10(nacnacXylH)2, LH2, (Xyl = 2,6-diméthylphényle) a été préparé. La complexation de ce ligand tetradenté au metal a été réalisée par deux voies de synthèse; la première est la réaction du sel de lithium de ce ligand avec le ZrCl4(THF)2. La deuxième est la déprotonation du ligand neutre avec le Zr(NMe2)4 et l’élimination du diméthylamine. Des complexes du type: (±)-C6H10(nacnacXylH)2ZrX2 avec X = Cl, NMe2 ont été obtenus. Les ligands de chlorure sont dans ce cas facilement remplaçables par des éthoxydes ou des méthyles. On a observé l’activité la plus élevée jamais observée pour un complexe d’un métal du groupe 4 avec le complexe de (±)-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OEt)2 dans la polymérisation de lactide. L'étude cinétique a montré que la loi de vitesse est du premier ordre en catalyseur et en monomère et la constante de vitesse est k = 14 (1) L mol-1 s-1. L'analyse des polymères a montré l’obtention de masses moléculaires faibles et l’abscence de stéréocontrôle. La réaction de (±)-C6H10(nacnacXylH)2ZrCl2 avec le triflate d’argent donne le (±)-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OTf)2. Le complexe bis-triflate obtenu possède une activité catalytique elevée pour les additions du type aza-Michael. L’utilisation du R,R-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OTf)2 énantiopur comme catalyseur, dans les additions du type aza-Michael asymétriques donne le produit desiré avec un excès énantiomérique de 19%.

A Mediated Presence : Uncovering Nietzsche in Art History from its Foundations to Contemporary Anglo-American Curricula

La pensée de Nietzsche a joué un rôle déterminant et récurrent dans les discours et les débats qui ont formé et continuent de façonner le domaine de l’histoire de l’art, mais aucune analyse systématique de cette question n’a encore vu le jour. L’influence de Nietzsche a été médiée par divers interlocuteurs, historiens de l’art et philosophes, qui ont encadré ces discussions, en utilisant les écrits du philosophe comme toile de fond de leurs propres idées. Ce mémoire souhaite démontrer que l’impact de Nietzsche dans le champ de l’histoire de l’art existe mais qu’il fut toujours immergé ou éclipsé, particulièrement dans le contexte anglo-américain, l’emphase étant placée sur les médiateurs de ses idées en n’avouant que très peu d’engagement direct avec son œuvre. En conséquence, son importance généalogique pour certains fondateurs de la discipline reste méconnue; sa présence réellement féconde se traduit plutôt comme une absence ou une présence masquée. En vue de démontrer ce propos, nous regardons donc le contexte nietzschéen qui travaille les écrits de certains historiens de l’art, comme Jacob Burckhardt et Aby Warburg, ou des philosophes et d’écrivains ayant marqué la discipline de l’histoire de l’art (plus particulièrement dans le cadre de l’influence de la « French Theory » sur l’histoire de l’art anglo-américaine depuis la fin des années 1970) : Martin Heidegger, Michel Foucault, Jacques Derrida, Gilles Deleuze et Georges Bataille. Nous examinons certaines voies par lesquelles ses idées ont acquis une pertinence pour l’histoire de l’art avant de proposer les raisons potentielles de leur occlusion ultérieure. Nous étudions donc l’évolution des discours multiples de l’histoire comme domaine d’étude afin de situer la contribution du philosophe et de cerner où et comment ses réflexions ont croisé celles des historiens de l’art qui ont soit élargi ou redéfini les méthodes et les structures d’analyse de leur discipline. Ensuite nous regardons « l’art » de Nietzsche en le comparant avec « l’art de l’histoire de l’art » (Preziosi 2009) afin d’évaluer si ces deux expressions peuvent se rejoindre ou s’il y a fondamentalement une incompatibilité entre les deux, laquelle pourrait justifier ou éclairer la distance entre la pensée nietzschéenne sur l’art et la discipline de l’histoire de l’art telle qu’elle s’institutionnalise au moment où le philosophe rédige son œuvre.

Architectures radiales hétéro-poly-métalliques pour la photosynthèse artificielle et le stockage de l'information

Par une approche supramoléculaire, des architectures radiales hétéro-poly-métalliques ont été réalisées pour des applications en photosynthèse artificielle et en magnétisme moléculaire. Dans une première partie, la synthèse et la caractérisation (spectroscopie UV-vis, émission, électrochimique, DRX) de complexes de ruthénium(II), possédant une gamme de ligands polypyridines, ont été réalisées. Les calculs théoriques ont été effectués afin de soutenir l’interprétation des propriétés photophysiques. Ces complexes, présentant un certain nombre de pyridines externes, ont servi de cœur à des architectures à base de rhénium tris-carbonyles (pour les effets d’antenne), et de cobaloximes (pour les propriétés catalytiques). Les nucléarités obtenues varient de 2 à 7 selon le cœur utilisé. Ces systèmes ont été engagés dans des cycles de photo-production de dihydrogène, démontrant une meilleure efficacité que la référence du domaine, le [Ru(bpy)3]2+. La seconde partie concerne l’étude de couples de métaux de transition, construits à partir de briques polycyanométallates, ou de lanthanides pontés par des ligands oxamides. Ces approches « complexes comme ligand » puis « assemblages comme ligand » permettent d’obtenir des systèmes de haute nucléarité, présentant des propriétés de molécule-aimant ou des effets magnéto-caloriques (à base de CrNi, GdCu, DyCu). Des propriétés photomagnétiques ont été observées sur les couples RuCu et MoCu, pouvant servir de commutateurs moléculaires dans des systèmes complexes. Enfin, une structure hétéro-tétra-métallique trifonctionnelle a été obtenue contenant à la fois un commutateur MoCu, une entité molécule-aimant CuTb et un complexe de ruthénium.

Tridentate Schiff Bases of Some Aroylhydrazides and their Metal Complexes: Spectral and Structural Studies

The present work deals with the complexation of Schiff bases of aroylhydrazides with various transition metal ions. The hydrazone systems selected for study are capable of forming bridged polymeric structures which is one of the fascinating subjects in the crystal engineering of coordination polymers owing to their attractive new topologies and intriguing structural features. Complexation with metal ions like copper, manganese, vanadium, nickel, palladium, zinc and cadmium are tried. Various spectral techniques are employed for characterization. The structures of some complexes have been well established by single crystal X-ray diffraction studies.The work is presented in seven chapters and the last section deals with summary and conclusion. The studies reveal that the aroylhydrazone systems vary in their geometrical configuration depending on the substituents. The coordination modes of the ligands also differ upon chelating with metal ions. One of the hydrazone system selected for study proved that it could give rise to polymeric metal complexes.

Improving Label Space Usage for Ethernet Label Switched Paths

Ethernet is becoming the dominant aggregation technology for carrier transport networks; however, as it is a LAN technology, native bridged ethernet does not fulfill all the carrier requirements. One of the schemes proposed by the research community to make ethernet fulfill carrier requirements is ethernet VLAN-label switching (ELS). ELS allows the creation of label switched data paths using a 12-bit label encoded in the VLAN TAG control information field. Previous label switching technologies such as MPLS use more bits for encoding the label. Hence, they do not suffer from label sparsity issues as ELS might. This paper studies the sparsity issues resulting from the reduced ELS VLAN-label space and proposes the use of the label merging technique to improve label space usage. Experimental results show that label merging considerably improves label space usage

Interactions between mass balance, atmospheric circulation, and recent climate change on the Djankuat Glacier, Caucasus Mountains, Russia

This paper reports recent changes in the mass balance record from the Djankuat Glacier, central greater Caucasus, Russia, and investigates possible relationships between the components of mass balance, local climate, and distant atmospheric forcing. The results clearly show that a strong warming signal has emerged in the central greater Caucasus, particularly since the 1993/1994 mass balance year, and this has led to a significant increase in the summer ablation of Djankuat. At the same time, there has been no compensating consistent increase in winter precipitation and accumulation leading to the strong net loss of mass and increase in glacier runoff. Interannual variability in ablation and accumulation is partly associated with certain major patterns of Northern Hemisphere climatic variability. The positive phase of the North Pacific (NP) teleconnection pattern forces negative geopotential height and temperature anomalies over the Caucasus in summer and results in reduced summer melt, such as in the early 1990s, when positive NP extremes resulted in a temporary decline in ablation rates. The positive phase of the NP is related to El Nino-Southern Oscillation, and it is possible that a teleconnection between the tropical Pacific sea surface temperatures and summer air temperatures in the Caucasus is bridged through the NP pattern. More recently, the NP pattern was predominantly negative, and this distant moderating forcing on summer ablation in the Caucasus was absent. Statistically significant correlations are observed between accumulation and the Scandinavian (SCA) teleconnection pattern. The frequent occurrence of the positive SCA phase at the beginning of accumulation season results in lower than average snowfall and reduced accumulation. The relationship between the North Atlantic Oscillation (NAO), Arctic Oscillation, and accumulation is weak, although positive precipitation anomalies in the winter months are associated with the negative phase of the NAO. A stronger positive correlation is observed between accumulation on Djankuat and geopotential height over the Bay of Biscay unrelated to the established modes of the Northern Hemisphere climatic variability. These results imply that the mass balance of Djankuat is sensitive to the natural variability in the climate system. Distant forcing, however, explains only 16% of the variance in the ablation record and cannot fully explain the recent increase in ablation and negative mass balance.

'To move or not to move': Reflections on the resettlement of artisanal miners in the western region of Ghana

This article critically reflects upon the shortcomings of the 'Prestea Action Plan', an ambitious initiative undertaken to facilitate the resettlement of artisanal miners operating in the Western Region of Ghana. The aim of the exercise was to identify viable areas for the thousands of operators who were working illegally in the town of Prestea, an area under concession to the US-based multinational, Golden Star Resources Ltd. At the time of its launch, it was one of the few support initiatives to target artisanal miners, whose claims to land are generally not recognized by governments. It was a particularly significant exercise in Ghana because it suggested that the authorities, who traditionally have exercised a policy of non-negotiation with such groups, had finally recognized that dialogue was needed if the growing rift between the country's indigenous artisanal miners, foreign mining companies and government bodies was to be bridged. It soon emerged, however, that despite its commendable policy objectives, the Plan was fundamentally flawed-problems which would undermine the entire exercise.

Construction of coordination polymers of cadmium(II) with mixed hexamethylenetetramine and terephthalate or thiocyanate ligands

Three new polymeric complexes [Cd(hmt)(SCN)(2)(H2O)(2)](n) (1), [Cd-3(mu(2)-hmt)(2)(SCN)(6)(H2O)(2)](n) (2), and [Cd-2(hmt)(2)(tP)(2)(H2O)(6)](n) (3) [hmt = hexamethylenetetramine, tp = terephthalate] have been synthesized and characterized by single crystal X-ray diffraction. Both the compounds 1 and 2 are 1-D polymers where Cd units are linked by double end-to-end thiocyanate bridges but in 2 the chain is wider containing three cadmium atoms instead of one as found in 1. In both compounds the coordination environment around cadmium atom is distorted octahedral. Compound 3 is a three-dimensional polymer having water-filled microporous channels. Both tp and brut are mu(2)-bridged. One of the acid groups of tp is coordinated in chelating bidentate and the other in monodentate fashion. Half of its Cd atoms are hexa-coordinated and the rest are hepta-coordinated. Thermogravimetric analysis and X-ray diffraction study of 3 show that its framework remains intact upon removal of water molecules. The flexibility of coordination number around cadmium atoms (six or seven) probably plays an important role in establishing the rigidity of the framework. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dinuclear complexes of M-II thiocyanate (M = Ni and Cu) containing a tridentate Schiff-base ligand: synthesis, structural diversity and magnetic properties

A dinuclear Ni-II complex, [Ni-2(L)(2)(H2O)(NCS)(2)]center dot 3H(2)O (1) in which the metal atoms are bridged by one water molecule and two mu(2)-phenolate ions, and a thiocyanato-bridged dimeric Cull complex, [Cu(L)NCS](2) (2) [L = tridentate Schiff-base ligand, N-(3-aminopropyl)salicylaldimine, derived from 1:1 condensation of salicylaldehyde and 1,3-diaminopropane], have been synthesized and characterized by IR and UV/Vis spectroscopy, cyclic voltammetry and single-crystal X-ray diffraction studies. The structure of 1 consists of dinuclear units with crystallographic C-2 symmetry in which each Ni-II atom is in a distorted octahedral environment. The Ni-O distance and the Ni-O-Ni angle, through the bridged water molecule, are 2.240(11) angstrom and 82.5(5)degrees, respectively. The structure of 2 consists of dinuclear units bridged asymmetrically by di-mu(1,3)-NCS ions; each Cull ion is in a square-pyramidal environment with tau = 0.25. Variable-temperature magnetic susceptibility studies indicate the presence of dominant ferromagnetic exchange coupling in complex 1 with J = 3.1 cm(-1), whereas complex 2 exhibits weak antiferromagnetic coupling between the Cu-II centers with J = -1.7 cm(-1). ((c) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2005)

Syntheses, conformations, and basicities of bicyclic triamines

The multistep syntheses of several bicyclic triamines are described, all of which have an imbedded 1,5,9-triazacyclododecane ring. In 1,5,9-triazabicyclo[7.3.3]pentadecanes 12, 13, 15, and 16, two nitrogens are bridged by three carbons. The monoprotonated forms of these triamines are highly stabilized by a hydrogen-bonded network involving the bridge and both bridgehead nitrogens, producing a difference of more than 8 pK(a) units in acidities of their monoprotonated and diprotonated forms. The one- and zero-carbon bridges in 1,5,9-triazabicyclo[9.1.1]tridecane (23) and 7-methyl-1,5,9-triazabicyclo[5.5.0]dodecane (39) do not enhance the stabilities of their monoprotonated forms. X-ray crystal structures and computational studies of 12.HI and 16.HI reveal similar, but somewhat weaker, hydrogen-bonded networks, relative to 15.HI. The activation free energies for conformational inversion of 13.HI (14.4 +/- 0.2 kcal/mol), 16.HI (15.0 +/- 0.1 kcal/mol) and 16 (8.8 +/- 0.3 kcal/mol) were measured by variable-temperature H-1 and C-13 NMR spectroscopy. These experimental barriers give an estimate of 6.2 kcal/mol for the strength of the bifurcated hydrogen bond between the bridge nitrogen and cavity proton in 16.HI. Computational studies support the hypothesis that N-inversion occurs in an open conformation, leading to an estimate of 10.32 kcal/mol for the enthalpy of the bifurcated hydrogen bond in 16.HI in the gas phase.

Anion-pi, Lone-Pair-pi, pi-pi and Hydrogen-Bonding Interactions in a Cu-II Complex of 2-Picolinate and Protonated 4,4 '-Bipyridine: Crystal Structure and Theoretical Studies

A Cu-II complex of protonated 4,4'-bipyridine (Hbyp) and 2-picolinate (pic), [Cu-2(pic)(3)(Hbyp)(H2O)(ClO4)(2)], has been synthesised and characterised by single-crystal X-ray analysis. The structure consists of two copper atoms that have different environments, bridged by a carboxylate group. The equatorial plane is formed by the two bidentate picolinate groups in one Cu-II, and one picolinate, one monodentate 4,4'-bipyridyl ligand and a water molecule in the other. Each copper atom is also weakly bonded to a perchlorate anion in an axial position. One of the coordinated perchlorate groups displays anion-pi interaction with the coordinated pyridine ring. The noncoordinated carboxylate oxygen is involved in lone-pair (l.p.)-pi interaction with the protonated pyridine ring. In addition there are pi-pi and H-bonding interactions in the structure. Bader's theory of "atoms in molecules" (AIM) is used to characterise the anion-pi and l.p.-pi interactions observed in the solid state. A high-level ab initio study (RI-MP2/aug-cc-pVTZ level of theory) has been performed to analyse the anion-pi binding affinity of the pyridine ring when it is coordinated to a transition metal and also when the other pyridine ring of the 4,4'-bipyridine moiety is protonated. Theoretical investigations support the experimental findings of an intricate network of intermolecular interactions, which is characterised in the studied complex, and also indicate that protonation as well as coordination to the transition metal have important roles in influencing the pi-binding properties of the aromatic ring. ((C) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2009)

Anion-directed synthesis of metal-organic frameworks based on 2-picolinate Cu(II) complexes: a ferromagnetic alternating chain and two unprecedented ferromagnetic fish backbone chains

Three new polynuclear copper(II) complexes of 2-picolinic acid (Hpic), {[Cu-2(pic)(3)(H2O)]ClO4}(n) (1), {[Cu-2(pic)(3)(H2O)]BF4}(n) (2), and [Cu-2(pic)3(H2O)(2)(NO3)](n) (3), have been synthesized by reaction of the "metalloligand" [Cu-(pic)(2)] with the corresponding copper(II) salts. The compounds are characterized by single-crystal X-ray diffraction analyses and variable-temperature magnetic measurements. Compounds 1 and 2 are isomorphous and crystallize in the triclinic system with space group P (1) over bar, while 3 crystallizes in the monoclinic system with space group P2(1)/n. The structural analyses reveal that complexes 1 and 2 are constructed by "fish backbone" chains through syn-anti (equatorial-equatorial) carboxylate bridges, which are linked to one another by syn-anti (equatorial-axial) carboxylate bridges, giving rise to a rectangular grid-like two-dimensional net. Complex 3 is formed by alternating chains of syn-anti carboxylate-bridged copper(II) atoms, which are linked together by strong H bonds involving coordinated nitrate ions and water molecules and uncoordinated oxygen atoms from carboxylate groups. The different coordination ability of the anions along with their involvement in the H-bonding network seems to be responsible for the difference in the final polymeric structures. Variable-temperature (2-300 K) magnetic susceptibility measurement shows the presence of weak ferromagnetic coupling for all three complexes that have been fitted with a fish backbone model developed for 1 and 2 (J = 1.74 and 0.99 cm(-1); J' = 0.19 and 0.25 cm(-1), respectively) and an alternating chain model for 3 (J = 1.19 cm(-1) and J' = 1.19 cm(-1)).