Oligoaniline-Functionalized terpyridine ligands and their ruthenium(II) complexes: synthesis, spectroscopic property and redox behaviors

A series of oligoaniline-functionalized mono- and bis-topic terpyridine ligands, i.e. C6H5[N(R)C6H4](n)TPY (R = H, butyl, tert-butyloxycarbonyl; n = 1-4; TPY = 2,2':6',2"-terpyridyl) and TPYC6H4[N(R)C6H4](m)TPY (R = H, tert-butyloxycarbonyl; m = 2, 4), and the corresponding monoand bis-nuclear ruthenium(II) complexes have been synthesized and verified. The spectroscopic results indicate that two kinds of pi-pi* transitions from TPY and oligoaniline fragments of ligands strongly shift to lower energy, and the metal-to-ligand charge-transfer transition ((MLCT)-M-1) bands of all obtained complexes are considerably red-shifted (Delta lambda(max) = 22-64 nm) and their intensities become much more intense (approximately 4-6 times), compared with those of the reported complex [Ru(TPY)(2)](2+). Moreover, the spectroscopic properties of the ligands and complexes with longer oligoaniline units (n = 3, 4) are markedly influenced by the external stimulus, such as the oxidation and proton acid doping.

Synthesis, photophysical and electrophosphorescent properties of mononuclear Pt(II) complexes with arylamine functionalized cyclometalating ligands

Four cyclometalated Pt(II) complexes, i.e., [(L-2)PtCl] (1b), [(L-3)PtCl] (1c), [(L-2)PtC CC6H5] (2b) and [(L-3)PtC CC6H5] (2c) (HL2 = 4-[p-(N-butyl-N-phenyl)anilino]-6-phenyl-2,2'-bipyridine and HL3 = 4-[p(-N,N'-dibutyl-N'-phenyl)phenylene-diamino]-phenyl-6-phenyl-2,2'-bipyridine), have been synthesized and verified by H-1 NMR, C-13 NMR and X-ray crystallography. Unlike previously reported complexes [(L-1)PtCl] (1a) and [(L-1)PtC CC6H5] (2a) (HL1 = 4,6-diphenyl-2,2'-bipyridine), intense and continuous absorption bands in the region of 300-500 nm with strong metal-to-ligand charge transfer ((MLCT)-M-1) (d pi(Pt) -> pi*(L)) transitions (epsilon similar to 2 x 10(4) dm(3) mol (1) cm (1)) at 449-467 nm were observed in the UV-Vis absorption spectra of complexes 1b, 1c, 2b and 2c.

Synthesis, structure and norbornene polymerization behavior of nickel complexes bearing two beta-ketoiminato chelate ligands

A series of nickel(II) complexes bearing two nonsymmetric bidentate beta-ketoiminato chelate ligands have been prepared, and the structures of complexes [(2,6-Me2C6H3)NC(CH3)C(H)C(Ph)O](2)Ni (4a) and [(2,6-Me2C6H3)NC(CH3)C(H)C(CF3)O](2)Ni (4c) have been confirmed by X-ray crystallographic analysis. These nickel(II) complexes were investigated as catalysts for the vinylic polymerization of norbornene. Using modified methylaluminoxane (MMAO) as a cocatalyst, these complexes display very high activities and produce high molecular weight polymers. Catalytic activity of up to 1.16 x 10(4) kg/mol(Ni) .h and the viscosity-average molecular 9 weight of polymer of up to 870 kg/mol were observed. Catalyst activity, polymer yield, and polymer molecular weight could be controlled over a wide range by the variation of the reaction parameters such as Al/Ni molar ratio, norbornene/catalyst molar ratio, monomer concentration, polymerization reaction temperature and time.

Bronsted guanidine acid-base ionic liquids: Novel reaction media for the palladium-catalyzed Heck reaction

Bronsted acid-base ionic liquids (GILs) based on guanidine and acetic acid are efficient reaction media for palladium-catalyzed Heck reactions. They offer the advantages of high activity and reusability. GIL2 plays multiple roles in the reaction: it could act as solvent, as a strong base to facilitate beta-hydride elimination, and as a ligand to stabilize activated Pd species.

Nickel complexes catalyzed Heck reaction of iodobenzene and methyl acrylate

Nickel appears the most promising for the replacement of palladium among the inexpensive transition metals for that it is active for Heck reaction and about 500 times cheaper than palladium. In this article, we describe our recent results in the area of nickel-catalyzed Heck vinylations. Main focus is on the influence of ligand concentration in different organic solvents and the effects of the addition of water. The conversion is high in NMP and increases with increasing of PPh3/Ni ratio; in ethanol and toluene the conversion presents a maximum value on Ni(PPh3)(2). The effect of the addition of water is sensitive to the concentration of PPh3 and the nature of solvent, it was well explained with the formation and transfer of the active species in the different solvent systems.

A novel method of electrodepositing highly dispersed nano palladium particles on glassy carbon electrode

The volumetric behavior of a chloride complex of palladium was studied at a glassy carbon electrode (GCE). The Pd-IV complex existing on the GCE surface was found, which was proposed to form an octahedral surface complex through coordination to the oxygen atom of an oxygen functional group on the pretreated GCE surface. The ferri/ferrocyanide redox couple was used as a probe to examine the activity of the GCE. X-ray photoelectron spectroscopy provided the evidence of the surface complex existing on the GCE. Highly dispersed Pd particles can be obtained when the surface complexes were reduced electrochemically to Pd atoms. The Pd particles obtained in this way were in nanometer scale and exhibit high catalytic activity towards the oxidation of hydrazine. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.

In situ scanning tunneling microscopy studies of nanometer size palladium particles on highly oriented pyrolytic graphite

A special electrodeposition process of palladium was studied by cyclic voltammetry, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and in situ scanning tunneling microscopy (STM). A kind of palladium(IV) complex was attached to the highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) electrode surface by electro-oxidation of palladium(II) complex first, and was then reduced to palladium particles. The surface complexes and particles of palladium were both characterized by in situ STM and XPS. The Pd particles are in the nanometer range of size and exhibit electrocatalytic activity towards the oxidation of hydrazine and hydroxylamine.

Platinum and Palladium in Semiconductor Photocatalytic Systems FACTORS AFFECTING THE PURIFICATION OF WATER AND AIR

A wide range of organic pollutants can be destroyed by semiconductor photocatalysis using titania. The purification of water and air contaminated with organic pollutants has been investigated by semiconductor photocatalysis for many years and in attempts to improve the purification rate platinum and palladium have been deposited, usually as fine particles, on the titania surface. Such deposits are expected to improve the rate of reduction of oxygen and so reduce the probability of electron-hole recombination and increase the overall rate of the reaction. The effectiveness of the deposits is reviewed here and appears very variable with reported rate enhancement factors ranging from 8 to 0.1. Semiconductor photocatalysis can be used to purify air (at temperatures > 100 degrees C) and Pt deposits can markedly improve the overall rate of mineralisation. However, volatile organic compounds containing an heteroatom can deactivate the photocatalyst completely and irreversibly. Factors contributing to the success of the processes are considered. The use of chloro-Pt(IV)-titania and other chloro-platinum group metals-titania complexes as possible visible light sensitisers for water and air purification is briefly reviewed.

THE SYNTHESIS OF BRIDGED-RING CARBOCYCLES AND HETEROCYCLES VIA PALLADIUM CATALYZED REGIOSPECIFIC CYCLIZATION REACTIONS

A catalyst system comprising 10 mol % (Pd(OAc) and 20 mol % PPh3 effects the cyclisation of aryl halides onto proximate alkenes via 5-, 6-, and 7-exo-trig, and 7-endo-trig processes giving a variety of bridged-ring carbo- and hetero-cycles in excellent yield. Double bond isomerisation in the product is rarely encountered and may be suppressed by the addition of Tl(1) salts. One example of diastereospecific bis-cyclisation is given and the crystal structure of 1-aza-2-sulphonyl-3,4-benzobicyclo[3.2.1]nona-6-ene is reported.

Études spectroscopiques expérimentales et théoriques de complexes de métaux de transition

Cette thèse présente une série d'études qui visent la compréhension de la structure électronique de complexes de métaux de transition en employant diverses méthodes de spectroscopie. L'information sur la structure électronique aide à comprendre et développer des nouveaux matériaux, des nouvelles voies de synthèses, ainsi que des nouveaux modèles théoriques. Habituellement, afin d'explorer la structure électronique d'un système qui comporte en son centre un métal de transition, l'information fournie par les spectres d'un seul composé n'est pas suffisante. On étudie une série de composés similaires, qui ont le même métal de transition à un degré d'oxydation donné, ainsi que des ligands qui forment des liaisons de différentes forces et caractéristiques avec le métal. Cependant, ces changements, bien qu'on les désire de faible impact, créent une grande perturbation de la structure électronique visée par les études. Afin d'étudier en profondeur une seule structure électronique, nous employons une stratégie d'analyse moins perturbante. Nous appliquons une pression hydrostatique sur les complexes de métaux de transition. Cette pression perturbe le système suffisamment pour nous livrer davantage d'informations sur la structure électronique, sans la « dénaturer ». Afin d'étudier précisément ces systèmes perturbés, la technique d'application de pression est conjuguée, dans la littérature, aux diverses techniques de spectroscopie d'absorption UV-visible, de luminescence, ainsi que de diffusion Raman. Pour extraire un maximum d'informations de ces expériences, on emploie des techniques de calculs de structure électronique ainsi que de dynamique des noyaux. Dans cette thèse, on tente de mettre en lumière la structure électronique de composés de molybdène(IV), de platine(II) et palladium(II) à l'aide de la technique de pression couplée aux spectroscopies de luminescence et de diffusion Raman. Dans le chapitre 3, on observe un déplacement de la bande de luminescence de +12 cm-1/kbar entre la pression ambiante et 25 kbar pour le complexe trans-[MoOCl(CN-t-Bu)4]BPh4, dont le centre métallique molybdène(IV)est de configuration électronique 4d2. Il s'agit de la première variation positive observée pour un complexe de type métal-oxo. À des pressions plus élevées, la tendance s'inverse. Le maximum d'énergie de la bande de luminescence se déplace de -8 cm-1/kbar. Ce changement de variation présage d'une compétition interne entre les ligands situés sur les différents axes de l'octaèdre. À l'aide de calculs basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, on propose un mécanisme pour expliquer ce phénomène. Au cours du chapitre 4, on étudie des complexes de palladium(II) et de platine(II) qui ont les mêmes ligands. Un de ces ligands est le 1,4,7-trithiacyclononane (ttcn). On constate qu'à basse pression le ligand est bidentate. Par contre, lorsque la pression augmente, on constate, par exemple à l'aide du complexe [Pt(ttcn)Cl2], qu'une interaction anti-liante supplémentaire se produit entre le ligand ttcn et le métal, ce qui change la nature de l'orbitale HOMO. On observe un déplacement de la bande de luminescence de -19 cm-1/kbar. Tel que pour le complexe de molybdène(IV), le déplacement de la bande de luminescence dépend de la compétition entre les ligands situés sur les différents axes de l'octaèdre. L'interaction liante entre l'ion platine(II) et l'atome de soufre axial est l'effet le plus plausible qui peut induire un déplacement de la bande de luminescence vers les basses énergies. Ceci nous indique que cette interaction domine. Par contre, pour ce qui est du complexe palladium(II), la compétition est remportée par d'autres effets, car le déplacement de la bande de luminescence est de +6 cm-1/kbar. Encore une fois, des calculs, basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, aident à explorer les causes de ces observations en suggérant des explications corroborées simultanément par les diverses expériences de spectroscopie. Lors du chapitre 5, une étude plus exacte de la structure électronique ainsi que de la dynamique des noyaux de complexes de métaux de transition est présentée. En effet, les complexes de palladium(II) et de platine(II), de type [M(X)4]2-, ont une structure simple, très symétrique. Le premier état excité de ces molécules subit la distorsion Jahn-Teller. On veut établir un protocole de travail pour les expérimentateurs afin d'analyser des spectres de molécules pour lesquelles l'approximation de Born-Oppenheimer n'est pas valide. On utilise la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps ainsi que le modèle de Heidelberg afin de décrire des effets non adiabatique. On tente d'établir l'influence des effets non adiabatiques sur les spectres de ce type de complexe.

Complexes indényle NiII sans phosphine portant un substituant hémilabile amine et pinceurs NCsp₂N indène de PdII et de PTII

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Intramolecular Direct Functionalization of Cyclopropanes via Silver-Mediated, Palladium Catalysis

Au cours de la dernière décennie, le domaine de la fonctionnalisation directe des liens C–H a connu un intérêt croissant, en raison de la demande de processus chimiques moins dispendieux, plus efficaces et plus écologiques. . Les cyclopropanes représentent un motif structural souvent retrouvé dans des agents biologiquement actifs importants et dans des intermédiaires de synthèse permettant l'accès à des architectures complexes. Malgré leur valeur intrinsèque, la fonctionnalisation directe des cyclopropanes n’a pas été largement explorée. Ce mémoire traitera de deux méthodologies liées, mais tout aussi différentes, impliquant la fonctionnalisation directe des liens C–H cyclopropaniques impliquant des réactions intramoléculaires catalysées par un complex de palladium et assistées par l’argent. Le premier chapitre présentera d’abord un bref survol de la littérature sur les fondements de la fonctionnalisation directe ainsi que les contributions majeures réalisées dans ce domaine. L’accent sera notamment mis sur la fonctionnalisation des centres sp3 et sera souligné par des exemples pertinents. Les découvertes clés concernant le mécanisme et les cycles catalytiques de ces processus seront discutées. Le second chapitre décrira comment les 2-bromoanilides peuvent être utilisés pour accéder à des motifs particuliers de type spiro 3,3’ oxindoles cyclopropyliques. L'optimisation et l’étendue de la réaction seront abordés, suivis par des études mécanistiques réfutant l’hypothèse de la formation d’un intermédiaire palladium-énolate. Ces études mécanistiques comprennent une étude cinétique de l'effet isotopique ainsi que des études sur épimérisation; celles-ci ont confirmé que la réaction se produit par arylation directe. Sur la base des résultats obtenus dans le deuxième chapitre, nous aborderons ensuite la fonctionnalisation directe des benzamides cyclopropyliques lesquels, après une ouverture de cycle, donneront de nouveaux produits benzo [c] azépine-1-ones (chapitre trois). Après avoir présenté une brève optimisation et l’étendue de la réaction, nous discuterons des études mécanistiques impliquées à déduire l'ordre des événements dans le cycle catalytique et à déterminer le rôle des réactifs. Celles-ci permetteront de conclure que la fonctionnalisation de l’unité cyclopropyle se produit avant l’ouverture de cycle et que l'acétate est responsable de la déprotonation-métalation concertée. Le dernier chapitre (chapitre quatre) traitera en rétrospective de ce qui a été appris à partir de deux méthodologies divergentes et connexes et de comment ces résultats peuvent être exploités pour explorer d’autres types de fonctionnalisations directes sur des cyclopropanes.

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.

Extended-chain, multinuclear transition metal complexes bridged by cyanodiazenido(1-), [N=N-C=N](-), ligands

Extended-chain complexes containing multiple transition metal centres linked by conjugated mu-cyanodiazenido(1-) ligands [N= N-C N]-have been obtained by reaction of trans-[BrW(dppe)(2)(N2CN)], 1, [dppe = 1,2-bis(diphenylphosphino) ethane] with dirhodium(II) tetra-acetate, bis(benzonitrile) palladium(II) dichloride, and bis(aqua) M(II) bis(hexa. uoroacetylacetonate) (M = Mn, Ni, Cu, Zn): stronger Lewis acids such as tetrakis(acetonitrile) palladium(II) tetra. uoroborate and boron trifl. uoride promote hydrolysis of complex 1, leading to the isolation of a novel carbamoylhydrazido(2-) complex, trans-[BrW(dppe) 2(N2HC=ONH2)](+)[BF4](-).

Synthesis, structure, and redox states of homoleptic d-block metal complexes with bis-1,2,4-triazin-3-yl-pyridine and 1,2,4-triazin-3-yl-bipyridine extractants

it has been established that triazinyl bipyridines (hemi-BTPs) and bis-triazinyl pyridines (BTPs), ligands which are currently being investigated as possible ligands for the separation of actinides from lanthanides in nuclear waste, are able to form homoleptic complexes with first row transition metals such as cobalt(IT), copper(II), iron(II), manganese(II), nickel(II) and zinc(II). The metal complexes exhibit six-co-ordinate octahedral structures and redox states largely analogous to those of the related terpyridine complexes. The reactivity of the different redox states of cobalt bis-hemi-BTP complex in aqueous environments has been studied with two-phase electrochemistry by immobilisation of the essentially water-insoluble metal complexes on graphite electrodes and the immersion of this modified electrode in an aqueous electrolyte. It was found that redox potentials for the metal-centred reactions were pH-independent whereas the potentials for the ligand-centred reactions were strongly pH-dependent. The reductive degradation of these complexes has been investigated by computational methods. Solvent extraction experiments have been carried out for a range of metals and these show that cobalt(II) and nickel(II) as well as palladium(II), cadmium(II) and lead(II) were all extracted with the ligands 1e and 2c with higher distribution ratios that was observed for americium(III) under the same conditions. The implications of this result for the use of these ligands to separate actinides from nuclear waste are discussed. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.