Solvent-dependent formation of di- and trinuclear rhodiurn and iridium complexes bridged by N,N '-donor ligands

Reactions of Rh and Ir hydrido complexes. [Rh(H)(2)(PPh3)(2)(solv)(EtOH)]ClO4 (solv = Me2CO, 1a; EtOH, 1b) and [Ir(H)(2)(PPh3)(2)(Me2CO)(2)]BF4 (2), with various N,N'-donor bridging ligands, such as pyrazine (pyz), 4,4'-trimethylenedipyridine (tmdp) and di(4-pyridyl) disulfide (dpds), in some solvents were examined, and their reaction products were characterized by X-ray crystal structure analysis. IR, H-1 NMR and UV-vis spectra. Rh hydrido complexes, la or 1b, formed a dinuclear Rh complex, [Rh-2(PPh3)(2) {(eta(6)-C6H5PPh2}(2)] (ClO4)(2).6CH(2)Cl(2) (3.6CH(2)Cl(2)), in dichloromethane with a reductive elimination of hydrogen. The reactions of 1a or 1b with the pyz ligand in dichloromethane and tetrahydrofuran gave triangular Rh-3 complexes, [Rh-3(PPh3)(6)(pyz)(3)](ClO4)(3).CH2Cl2 (5.CH2Cl2) and [Rh-3(PPh3)(6)(pyz)(3)](ClO4)(3).EtOH (5.EtOH), respectively, in contrast to the formation of a dinuclear Rh hydrido complex, [Rh-2(H)(4)(PPh3)(4)(Me2CO)(2)(pyz)](ClO4)(2).EtOH A-EtOH). in acetone. The reactions of la or 1b with the tmdp ligand in dichloromethane and 3-methyl-2-butanone also afforded dinuclear Rh complexes, [Rh-2(PPh3)(4)(tmdp)(2)](ClO4)(2) (6) and [Rh-2(PPh3)(4)(tmdp)(2)](ClO4)(2).4MeCOCHMe(2) (6.4MeCOCHMe(2)), respectively. On the other hand, Ir hydrido complex 2 reacted with pyz and dpds ligands in dichloromethane to afford dinuclear Ir complexes, [Ir-2(H)(4)(PPh3)(4)(Me2CO)(2)(pyz)]- (BF4)(2).3CH(2)Cl(2) (7.3CH(2)Cl(2)) and [Ir-2(H)(4)(PPh3)(4)(dpds)(2)](BF4)(2).3CH(2)Cl(2).H2O (8.3CH(2)Cl(2).H2O), respectively, without any reductive elimination of hydrogen. Based on structural studies in solution and in the solid state. it was demonstrated that various Rh and Ir complexes were selectively produced depending on the choice of solvents and N,N'-donor bridging ligands.

Synthesis, crystal structure and magnetic properties of a series of polymeric lanthanoid-copper complexes [Ln(2)Cu(3){O(CH2-CO2)(2)}(6)].nH(2)O (Ln=La, Nd, n=9; Ln=Er, n=6)

The reaction of diglycolic acid, O(CH2CO2H)(2), with Cu(NO3)(2) . H2O and lanthanoid nitrate hydrate produces a series of novel Ln-Cu mixed metal complexes, [Ln(2)CU(3){O(CH2CO2)(2)}(6)]. nH(2)O (Ln = La, Nd, n = 9; Ln = Er, n = 6), which have been characterized by elemental analysis, i.r. spectroscopy, magnetic measurements and X-ray crystallography. The Ln(3+) and Cu2+ ions are connected by the carboxylate groups of the ligands, resulting in the formation of a complicated network.

Photophysics of Re(I) and Ru(II) diimine complexes covalently linked to pyrene: Contributions from intra-ligand charge transfer states

The photophysical properties of Ru(II) and Re(I) polypyridyl complexes including a bis-bipyridyl pyrene ligand are presented. The complexes ([(bpy)(2)Ru](2)bpb)(4+) and [(CO)(3)ReCl(bpb)] (bpy = 2,2'-bipyridine, bpb = 1,6-bis-(4-(2,2'-bipyrid-yl)-pyrene) were designed with the intent of examining intramolecular energy migration between MLCT states localized on the metal complexes and pyrene-localized (3)(pi-pi) states. Absorption spectroscopy of both complexes containing the bpb ligand reveals that in addition to the MLCT and the pyrene-centered (1)(pi-pi) transitions, a new absorption band is observed near 400 nm for both complexes. Absorption spectral data for the Re(I) complex strongly suggest the presence of a pyrene(pi) to bpy(pi) intraligand charge transfer (ILCT) transition. Emission spectra at room temperature and at 77 K are almost identical for the Ru(II) and Re(I) complexes containing the bpb ligand. The (3)MLCT emission of related bipyridyl compounds lacking the pyrene is observed at higher energy than for the pyrene-containing complexes, ([(bpy)(2)Ru](2)bpb)(4+) and [(CO(3)ReCl(bpb)]. The Ru(II) complex emits at room temperature with a remarkably long lifetime (130 micros in degassed DMSO). This emission is also strongly sensitive to oxygen and is almost entirely quenched in an aerated solution. In addition, excited-state absorption spectra exhibit features not consistent with (3)MLCT or (3)(pi-pi) states of the parent chromophores. The combined characteristics suggest the emission arises from either (3)(pi-pi) or (3)ILCT states or a state with mixed parentage.

Preparation and characterisation of palladium, platinum and manganese di(organo)carbene complexes from quinolinone and quinolinium precursors

A series of palladium, platinum and manganese di(organo) carbene complexes have been prepared from 4-chloro-N-methylquinolinone by processes that involve alkylation before or after attachment to the metal unit; the nucleophilic heteroatoms necessary for eventual carbene formation and stabilisation are separated from the C-donor atom by three bonds.

DRIFT and DRUV spectroscopy methods for studying the interaction of metal compounds with native cellulose

Dissertação de mestrado, Qualidade em Análises, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Half-sandwich silane complexes of ruthenium and iron : synthesis, structure and application to catalysis

The present thesis describes syntheses, structural studies, and catalytic reactivity of new non-classical silane complexes of ruthenium and iron. The ruthenium complexes CpRu(PPri3)CI(T]2-HSiR3) (1) (SiR3 = SiCh (a), SiClzMe (b), SiCIMe2 (c), SiH2Ph (d), SiMe2Ph (e» were prepared by reactions of the new unsaturated complex CpRu(PPri3)CI with silanes. According to NMR studies and X-ray analyses, the complexes la-c exhibit unusual simultaneous Si··· H and Si··· CI-Ru interactions. The complex CpRu(PPri3)CI was also used for the preparation of the first examples of late transition metal agostic silylamido complexes CpRu(PPri3)(N(T]2-HSiMe2)R) (2) (R= Ar or But), which were characterized by NMR spectroscopy. The iron complexes CpFe(PMePri2)H2(SiR3) (3) (SiR3 = SiCh (a), SiClzMe (b), SiCIMe2 (c), SiH2Ph (d), SiMe2Ph (e» were synthesized by the reaction of the new borohydride iron complex CpFe(PMePri2)(B~) with silanes in the presence NEt3. The complexes 3 exhibit unprecedented two simultaneous and equivalent Si··· H interactions, which was confirmed by X-ray analyses and DFT calculations. A series of cationic ruthenium complexes [CpRu(PR3)(CH3CN)(112-HSiR'3)]BAF (PR3 = PPri 3 (4), PPh3 (5); SiR'3 = SiCh (a), SiClzMe (b), SiClMe2 (c), SiH2Ph (d), SiMe2Ph (e» was obtained by substitution of one of the labile acetonitrile ligands in [CpRu(PR3)(CH3CNh]BAF with sHanes. Analogous complexes [TpRu(PR3)(CH3CN)(T]2 -HSiR' 3)]BAF (5) were obtained by the reaction of TpRu(PR3)(CH3CN)CI with LiBAF in the presence of silanes. The complexes 4-5 were characterized by NMR spectroscopy, and the observed coupling constants J(Si-H) allowed us to estimate the extent of Si-H bond activation in these compounds. The catalytic activity in hydrosilylation reactions of all of the above complexes was examined. The most promising results were achieved with the cationic ruthenium precatalyst [CpRu(PPri3)(CH3CN)2t (6). Complex 6 shows good to excellent catalytic activity in the hydrosilylation of carbonyls, dehydrogenative coupling of silanes with alcohols, amines, acids, and reduction of acid chlorides. We also discovered very selective reduction of nitriles and pyridines into the corresponding N-silyl imines and l,4-dihydropyridines, respectively, at room temperature with the possibility of catalyst recycling. These chemoselective catalytic methods have no analogues in the literature. The reactions were proposed to proceed via an ionic mechanism with intermediate formation of the silane a-complexes 4.

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.

Spectroscopie Raman de complexes de fer(II) et fer(III) à transition de spin

Les transitions de spin provoquent des changements de propriétés physiques des complexes de métaux du bloc d les subissant, notamment de leur structure et propriétés spectroscopiques. Ce mémoire porte sur la spectroscopie Raman de composés du fer(II) et du fer(III), pour lesquels on induit une transition de spin par variation de la température ou de la pression. Trois complexes de fer(II) de type FeN4(NCS)2 avec des comportements de transition de spin différents ont été étudiés : Fe(Phen)2(NCS)2 (Phen : 1,10-Phénanthroline), Fe(Btz)2(NCS)2 (Btz : 2,2’-bi-4,5-dihydrothiazine) et Fe(pyridine)4(NCS)2. Un décalage de l’ordre de 50 cm-1 est observable pour la fréquence d’étirement C-N du ligand thiocyanate des complexes FeN4(NCS)2, lors de la transition de spin induite par variation de la température ou de la pression. Il est possible d’utiliser cette variation de fréquence afin de tracer un profil de transition. Quatre complexes isomères de type FeL222(CN)2 (L222 : 2,13- diméthyl-6,9-dioxa-3,12,18-triazabicyclo[12.3.1]-octadéca-1(18),2,12,14,16-pentaène) ont également été étudiés. Un taux de décalage de l’ordre d’environ 0,03 cm-1/K est observé pour plusieurs bandes du complexe FeL222(CN)2. La bande à 1415 cm-1 disparaît à plus haute température au profit d’une bande à 1400 cm-1. Pour le complexe de chiralité R,R’, les bandes à 1008 cm-1 et 1140 cm-1 se déplacent vers des fréquences plus élevées à partir de 223 K. Les transitions de spin sont observées dans certains complexes de fer(III). Dans cette famille de composés, le complexe Fe(EtDTC)3 (EtDTC : N,N-diéthyldithiocarbamate) a été étudié . Aucun changement n’a été observé dans l’intensité des bandes d’étirement fer-soufre sur les spectres à température variable. Cependant, la bande Fe-S associée à la forme bas-spin à 530 cm-1 augmente en intensité au profit de la bande associée à la forme haut-spin à 350 cm-1 lors des mesures à haute pression, passant d’un rapport d’amplitude de 50% à pression ambiante à 80% à 21 kbar. Un dédoublement de la bande d’étirement C-N du ligand dithiocarbamate à 1495 cm-1 est également observé à des pressions supérieures à 5 kbar. Une comparaison des changements des fréquences de vibration de tous les complexes est effectuée.

Spectroscopie de luminescence à température et pression variables pour des complexes des lanthanides et de l'or

Ce travail est axé vers la compréhension détaillée des propriétés de luminescence de composés de certains métaux lourds. La première partie de ce mémoire décrit la caractérisation spectroscopique d'un radical de type nitronyle nitroxyde, 2-(2-pyridinyl)-4,4,5,5-tétraméthyl-4,5-dihydro-1H-imidazolyl-1-oxyl-3-oxyde, abrégé (NIT2-Py), et de ses complexes avec les cations Tb(III), [Tb(hfac)3NIT2-Py], et Y(III), [Y(hfac)3NIT2-Py]. La variation de la température affecte les spectres de luminescence qui montrent de la structure vibronique résolue. Les maxima de ces transitions vibroniques se rapprochent au fur et à mesure que la température augmente. Ces variations des maxima en fonction de la température ne correspondent pas à des variations de fréquences vibrationnelles et sont de l'ordre de 200 cm-1 entre 80 K et 240 K. La variation de la température n'a pas d'influence significative sur la structure moléculaire, comme atteste la variation mineure des maxima des spectres Raman entre 80 K et 300 K. La comparaison des spectres expérimentaux à des spectres calculés montre que ces variations peuvent être reproduites par l'utilisation d'une combinaison de fréquences vibrationnelles. Le paramètre dont la variation est très significative est la résolution du spectre de luminescence, représentée par la largeur à mi-hauteur des transitions vibroniques qui forment le spectre de luminescence. La deuxième partie de ce mémoire décrit les propriétés de luminescence d'une série de complexes d’or(I). Elles sont comparées aux changements structuraux à pression et température variable. Les interactions aurophiles ont une grande influence sur la luminescence. La variation de la température et de la pression est une approche efficace pour varier la luminescence. Les effets observés dans les spectres d'émission de ces complexes dépendent des changements de structure induits par variation de la température et de la pression. Ces petites variations structurales mènent à des changements importants, à titre d'exemple à un déplacement du maximum de la bande de luminescence de 60 cm-1/ kbar vers les faibles énergies pour un des complexes de l'or(I) étudiés au cours de ce projet.

Managanese and dicopper complexes for bioinspired oxidation reactions: catalytic and mechanistic studies on C-H and C=C oxidations

Enzymes are high-weight molecules which catalyze most of the metabolic processes in living organisms. Very often, these proteins contain one or more 1st row transition metal ions in their active center (Fe, Cu, Co, Mn, Zn, etc.), and are known as metalloenzymes or metalloproteins. Among these, metalloenzymes that activate molecular oxygen and use it as terminal oxidant stand out because of the wide range of catalyzed reactions and their exquisite selectivity. In this PhD dissertation we develop low-weight synthetic bioinspired complexes that can mimic structural and/or functional features of the active center of oxigenases. In the first part, we describe the use of unsymmetric dinuclear Cu complexes which are capable of performing the oxidation of phenols and phenolates in a analogous manner of the tyrosinase protein. In the second part, we describe the use of mononuclear manganese complexes in the oxidation of alcanes and alquenes.

Hydrothermal synthesis and structural characterization of novel alpha-Keggin unit-supported Cu(II)- and Mn(II)-bipyridine complexes from a tri-lacunary precursor

Blue [{Cu(2,2'-bipy)(2)}(2){alpha-SiW12O40}] (bipy = bipyridyl) (1) and pale yellow [Mn(2,2'-bipy)(3)](2)[alpha-SiW12O40] (2) have been synthesized hydrothermally and characterized by IR spectroscopy and single crystal X-ray structure analysis. In 1, the [alpha-SiW12O40](4-) ion acts as a bridge between the two [{Cu(2,2'-bipy)(2)](2+) moieties via coordination through the terminal oxygen atoms, while in 2, the [Mn(2,2'-bipy)(3)](2+) ion balances the charge on the polyoxo anion without forming any covalent bond. To the best of our knowledge, this is the first example of transition metal-mediated transformation of [alpha-SiW9O34](10-) to [alpha-SiW12O40](4-).

Oxorhenium(V) complexes with tetradentate NSNO pyridylthioazophenolates: syntheses, spectral and electrochemical studies

A family of oxorhenium (V) complexes of newly designed pyridylthioazophenolate ligands has been synthesized and isolated in pure form. The solid state structure of an organic compound (HL1) has been established by X-ray crystallography. The molecular structure observed in the solid state is that the two molecules of the ligand (HL1) in the asymmetric unit have similar geometries, except for the orientation of the pyridine ring. This series of organic moieties acts as tetradentate monobasic NSNO donor chelators in oxorhenium(V) complexes which has been characterized by elemental analyses, IR, H-1-NMR, UV-Vis. The complexes are 1: 1 electrolytes in nature in MeOH solution, the counter anion being ClO4). The electrochemical studies of the [(ReO)-O-V(L)Cl]ClO4 complexes in MeCN using TBAP as supporting electrolyte exhibit quasi-reversible voltammogram showing one-electron couple for [(ReO)-O-VI(L)Cl](2+)-[(ReO)-O-V(L)Cl](+) in the 1.11-1.29 V vs SCE range.

Synthesis and catalytic epoxidation potentiality of oxodiperoxo molybdenum(VI) complexes with pyridine-2-carboxaldoxime and pyridine-2-carboxylate: the crystal structure of PMePh3[MoO(O-2)(2)(PyCO)]

[MoO(O-2)(2)(PyCOXH)(H2O)] and PMePh3[MoO(O-2)(2)(PyCO)] (PyCOXH = Pyridine-2-carboxaldoxime and PyCOH = Pyridine-2-carboxylic acid) have been synthesized. Both complexes have been characterized by physico-chemical and spectroscopic methods; in addition, the carboxylate complex has been structurally characterized by X-ray crystallography. The carboxylate complex is a more efficient catalyst than the oxime complex for epoxidation of olefins and shows excellent catalytic activity for the substrates: cyclooctene, cinnamyl alcohol, allyl alcohol and 1-hexene.