921 resultados para Homoleptic complexes
Resumo:
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.
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Des ligands diketimines porteurs de substituants N-benzyl, N-9-anthrylmethyl et N-mesitylmethyl (nacnacBnH, nacnacAnH, and nacnacMesH) ont été synthétisés par condensation d’une amine et d’acétyl acétone ou son monoacétal d’éthylène glycol. La chlorination de la position 3 a été effectuée à l’aide de N-chlorosuccinimide conduisant à la formation des ligands ClnacnacBnH et ClnacnacAnH. Cette même position 3 a également été substituée par un groupement succinimide par lithiation du nacnacBnH, suivi de la réaction avec le N-chlorosuccinimide (3-succinimido-nacnacBnH). Les ligands N-aryl nacnacippH et nacnacNaphH (ipp = 2-isopropylphenyl, Naph = 1-naphthyl) ont été préparés selon les procédures reportées dans la littérature. La réaction de ces ligands avec Zn(TMSA)2 (TMSA = N(SiMe3)2) conduit à la formation des complexes nacnacAnZn(TMSA) et ClnacnacBnZn(TMSA). La protonation avec l’isopropanol permet l’obtention des complexes nacnacAnZnOiPr et ClnacnacBnZnOiPr. La réaction avec Mg(TMSA)2 permet quant à elle la formation des complexes nacnacAnMg(TMSA), nacnacMesMg(TMSA), ClnacnacBnMg(TMSA) et ClnacnacAnMg(TMSA). La protonation subséquente à l’aide du tert-butanol permet l’obtention du nacnacMesMgOtBu et du ClnacnacBnMgOtBu, alors que l’on observe uniquement une décomposition avec les ligands possédant des substituants N-anthrylmethyl. La réaction de ces diketimines avec Cu(OiPr)2 conduit aux dimères hétéroleptiques [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 et [3-Cl-nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 lors de l’usage des ligands stériquement peu encombrés. Lors de l’utilisation de ligands plus encombrés, la stabilisation du complexe hétéroleptique par dimérisation n’est plus possible, conduisant, par un échange de ligand, à la formation des complexes homoleptiques Cu(nacnacipp)2 et Cu(nacnacNaph)2. Les complexes homoleptiques Cu(nacnacBn)2 et Cu(3-succinimido-nacnacBn)2 ont été obtenus à partir des ligands N-benzyl. Les ligands encore plus encombrés tels que nacnacAnH, nacnacMesH ou ceux comportant des substituants N-methylbenzyl ne présentent alors plus de réactivité avec le Cu(OiPr)2. La plupart des complexes ont été caractérisés par Diffraction des Rayons X. Les complexes homoleptiques ainsi que ceux de TMSA sont monomériques, alors que ceux formés à partir d’alkoxides se présentent sous forme de dimères à l’état solide. Tous les complexes d’alkoxides ainsi que les nacnacAnMg(TMSA)/BnOH et ClnacnacAnMg(TMSA)/BnOH présentent une réactivité modérée à haute en matière de polymérisation du rac-lactide (90% de conversion en 30 secondes à 3 heures). Le nacnacAnZnOiPr permet la synthèse d’un polymère hautement hétérotactique (Pr = 0.90) quand le ClnacnacBnMgOtBu/BnOH génère un polymère isotactique à -30°C (Pr = 0.43). Tous les autres catalyseurs produisent des polymères atactiques avec une légère tendance hétérotactique (Pr = 0.48 – 0.55). Les complexes hétéroleptiques [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 et [3-Cl-nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 se révèlent être de très bons catalyseurs pour la polymérisation du rac-lactide présentant une conversion complète du monomère à température ambiante, en solution, en 0,5 à 5 minutes. Le [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 est actif en présence ou absence d’isopropanol, agissant comme agent de transfert de chaine à haute activité (k2 = 32 M–1•s–1) dans le dichlorométhane. Dans l’acétonitrile, le THF, le dichloromethane et le toluène, [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 conduit à une étroite polydispersité, possédant respectivement des kobs = 2.4(1), 5.3(5), 3.6-4.4 and 10(1) min–1. Aucune réaction parasite, telle qu’une trans-esterification, une épimerisation ou une décomposition du catalyseur, n’a été observée. Les complexes homoleptiques en présence d’alcool libre semblent présenter un équilibre avec une petite quantité de leurs équivalents hétéroleptiques, permettant une polymérisation complète, en moins de 60 min, à température ambiante. Tous les catalyseurs de cuivre présentent un haut contrôle de la polymérisation avec une polydispersité égale ou inférieure à 1.1. Les polymères obtenus sont essentiellement atactiques, avec une légère tendance à l’hétérotacticité à température ambiante et -17°C. Le [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 polymérise également la -butyrolactone (BL), l’-caprolactone (CL) et la -valerolactone (VL) avec des constantes respectivement égales à kobs = 3.0(1)•10–2, 1.2–2.7•10–2, et 0.11(1) min–1. Les homopolymères présentent une étroite polydispersité d’approximativement 1.1. Les polymérisations par addition séquentielle ont mis en évidence une trans-estérification (non observée dans les homopolymérisations) si BL ou CL sont introduits après un bloc lactide.
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Les essais préliminaires pour préparer des alcoolates de fer à partir du bichlorure ou bibromure de fer (II), en les combinant avec des ligands de type diimino pyridine, ont engendré la formation de complexes homoleptiques et hétéroleptiques, dépendant des substituants sur les branches imines du ligand. Ces complexes homoleptiques octaédriques et paramagnétiques ont été étudiés par rapport à leurs propriétés spectroscopiques et cristallographiques. De plus, la synthèse des complexes de fer hétéroleptique a engendré de bons précurseurs penta-coordonnés pour les réactions de substitution de ligands avec des alcoolates de métaux alcalins, de manière à produire les dialcoolates de fer (II) désirés. Des techniques d’analyse telles que la spectroscopie UV-vis, l’analyse élémentaire, la spectrométrie de masse à haute résolution et la cristallographie aux rayons X ont été utilisées pour caractériser ces complexes de fer. L’activité catalytique de ces complexes de fer (II) a aussi été étudiée par rapport à la polymérisation du lactide; les dialcoolates convoités ont été générés in-situ en raison de la difficulté à produire et à isoler les dérivés alcoolates des complexes diimino pyridine de fer. Une étude approfondie a aussi été faite sur les réactions de polymérisation, surtout par rapport aux valeurs de conversion à l’échelle du temps, ainsi qu’à la tacticité des chaines de polymères obtenues. Ces analyses ont été effectuées par l’entremise de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, de la chromatographie d’exclusion stérique, et de la spectrométrie de masse MALDI (désorption-ionisation laser assistée par matrice).
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Dans un contexte où l’approvisionnement énergétique mondial du 21e siècle est un enjeu majeur, le développement de sources d’énergie renouvelables suscite l’attention croissante de la communauté scientifique et industrielle. L’énergie solaire est définitivement l’une des meilleures alternatives aux combustibles fossiles en tant que source d’énergie du monde de demain. Ce mémoire traite donc du développement de nouveaux matériaux organométalliques pour des applications de photorécoltage d’énergie en photovoltaïque et en production d’hydrogène. Le premier chapitre présente la synthèse assistée par microondes de quatre nouveaux complexes de Co(II), Ni(II), Cu(II) et Zn(II) basés sur le ligand tétra-p-méthoxyphényl-azadipyrrométhène (ADPM) avec des rendements variant de 89% à quantitatif. Ces complexes sont mis en relation avec d’autres complexes homoleptiques connus portant le tétraphényl-ADPM comme ligand ainsi qu’avec leurs chélates de BF2+ pour une meilleure compréhension des tendances engendrées par la substitution de l’agent coordonnant et/ou des substituants p-méthoxy. Pour ce faire, le comportement électrochimique et photophysique est présenté. De façon générale, la présence des quatre groupements p-méthoxy semble rendre les dérivés de cet ADPM plus susceptibles à la dégradation électrochimique en conditions d’oxydation et induire un déplacement bathochromique des propriétés optiques d’absorption et d’émission. Les structures rayons X du ligand tétra-p-méthoxyphényl-ADPM et de son complexe homoleptique de Co(II) sont aussi discutées. Cette étude a été effectuée dans l’espoir de fournir des informations utiles sur la stabilité des ADPM aux chercheurs du domaine photovoltaïque en quête de nouveaux chromophores dans le proche infrarouge (NIR). Le deuxième chapitre présente quant à lui les propriétés de senseur envers les anions F-, OAc- et H2PO4- de deux nouveaux complexes neutres de Re(I) de type mono- et dinucléaire basés sur une phénanthroline substituée en position 5 contenant un récepteur thio-urée. Ces composés ont été obtenus dans des rendements de 81% et 60%, respectivement. L’effet de la formation de ponts hydrogène lors de l’ajout d’anions versus la déprotonation du récepteur a été évalué par des titrations UV/Vis et RMN 1H et semble indiquer que la formation de la base conjuguée du récepteur est favorisée pour ce type de système. De plus, la structure rayons X d’un des précurseurs est présentée et permet une discussion sur la chiralité des complexes mono- et dinucléaire obtenus. L’obtention d’un complexe bimétallique par autoassemblage ouvre la voie à la préparation d’antennes moléculaires pour des systèmes de photosynthèse artificielle.
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The preparation and comprehensive characterization of a series of homoleptic sandwich complexes containing diphosphacyclobutadiene ligands are reported. Compounds [K([18]crown-6)(thf)2][Fe(hapto4-P2C2tBu2)2] (K1), [K([18]crown-6)(thf)2][C(h4-P2C2tBu2)2] (K2), and [K([18]crown-6)(thf)2][Co(hapto4-P2C2Ad2)2] (K3, Ad=adamantyl) were obtained from reactions of [K([18crown-6)(thf)2][M(hapto4-C14H10)2] (M=Fe, Co) with tBuCP (1, 2), or with AdCP (3). Neutral sandwiches [M(hapto4-P2C2tBu2)2] (4: M=Fe 5: M=Co) were obtained by oxidizing 1 and 2 with [Cp2Fe]PF6. Cyclic voltammetry and spectro-electrochemistry indicate that the two [M(hapto4-P2C2tBu2)2]-/[M(hapto4-P2C2tBu2)2] moieties can be reversibly interconverted by one electron oxidation and reduction, respectively. Complexes 1–5 were characterized by multinuclear NMR, EPR (1 and 5), UV/Vis,and Moessbauer spectroscopies (1 and 4), mass spectrometry (4 and 5), and microanalysis (1–3). The molecular structures of 1–5 were determined by using X-ray crystallography. Essentially D2d-symmetric structures were found for all five complexes, which show the two 1,3-diphosphacyclobutadiene rings in a staggered orientation. Density functional theory calculations revealed the importance of covalent metal–ligand pi bonding in 1–5. Possible oxidation state assignments for the metal ions are discussed.
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Reaction of 5,6-dihydro-5,6-epoxy-1,10-phenanthroline (L) with Cu(ClO(4))(2)center dot 6H(2)O in methanol in 3:1 M ratio at room temperature yields light green [CuL(3)](ClO(4))(2)center dot H(2)O (1). The X-ray crystal structure of the hemi acetonitrile solvate [CuL(3)](ClO(4))(2)center dot 0.5CH(3)CN has been determined which shows Jahn-Teller distortion in the CuN(6) core present in the cation [CuL(3)](2+). Complex 1 gives an axial EPR spectrum in acetonitrile-toluene glass with g(parallel to) = 2.262 (A(parallel to) = 169 x 10 (4) cm (1)) and g(perpendicular to) = 2.069. The Cu(II/I) potential in 1 in CH(2)Cl(2) at a glassy carbon electrode is 0.32 V versus NHE. This potential does not change with the addition of extra L in the medium implicating generation of a six-coordinate copper(I) species [CuL(3)](+) in solution. B3LYP/LanL2DZ calculations show that the six Cu-N bond distances in [CuL(3)](+) are 2.33, 2.25, 2.32, 2.25, 2.28 and 2.25 angstrom while the ideal Cu(I)-N bond length in a symmetric Cu(I)N(6) moiety is estimated as 2.25 angstrom. Reaction of L with Cu(CH(3)CN)(4)ClO(4) in dehydrated methanol at room temperature even in 4:1 M proportion yields [CuL(2)]ClO(4) (2). Its (1)H NMR spectrum indicates that the metal in [CuL(2)](+) is tetrahedral. The Cu(II/I) potential in 2 is found to be 0.68 V versus NHE in CH(2)Cl(2) at a glassy carbon electrode. In presence of excess L, 2 yields the cyclic voltammogram of 1. From (1)H NMR titration, the free energy of binding of L to [CuL(2)](+) to produce [CuL(3)](+) in CD(2)Cl(2) at 298 K is estimated as -11.7 (+/-0.2) kJ mol (1).
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Reactions of the 1: 2 condensate (L) of benzil dihydrazone and 2-acetylpyridine with Hg(ClO4)(2) center dot xH(2)O and HgI2 yield yellow [HgL2](ClO4)(2) (1) and HgLI2 (2), respectively. Homoleptic 1 is a 8-coordinate double helical complex with a Hg(II)N-8 core crystallising in the space group Pbca with cell dimensions: a = 16.2250(3), b = 20.9563(7), c = 31.9886(11) angstrom. Complex 2 is a 4-coordinate single helical complex having a Hg(II)N2I2 core crystallising in the space group P2(1)/n with cell dimensions a = 9.8011(3), b = 17.6736(6), c = 16.7123(6) angstrom and b = 95.760(3). In complex 1, the N-donor ligand L uses all of its binding sites to act as tetradentate. On the other hand, it acts as a bidentate N-donor ligand in 2 giving rise to a dangling part. From variable temperature H-1 NMR studies both the complexes are found to be stereochemically non-rigid in solution. In the case of 2, the solution process involves wrapping up of the dangling part of L around the metal. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.
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The electrochemical oxidation of anodic metal (cobalt, nickel, copper, zinc and cadmium) in an acetonitrile solution of the Schiff-base ligand 2-(tosylamino)-N-[2-(tosylamino)-benzylidene] aniline (H(2)L) afforded the homoleptic compounds [ML]. The addition of 1,1-diphenylphosphanylmethane (dppm), 2,2`-bipyridine (bipy) or 1,10-phenanthroline (phen) to the electrolytic phase gave the heteroleptic complexes [NiL(dppm)], [ML(bipy)] and [ML(phen)]. The crystal structures of H(2)L (1), [NiL] (2), [CuL] (3), [NiL(dppm)] (4), [CoL(phen)] (5), [CuL(bipy)] (6) and [Zn(Lphen)] (7) were determined by X-ray diffraction. The homoleptic compounds [NiL] and [CuL] are mononuclear with a distorted square planar [MN(3)O] geometry with the Schiff base acting as a dianionic (N(amide)N(amide)N(imine)O(tosyl)) tetradentate ligand. Both compounds exhibit an unusual pi-pi stacking interaction be-tween a six-membered chelate ring containing the metal and a phenylic ring of the ligand. In the heteroleptic complex [NiL(dppm)], the nickel atom is in a distorted tetrahedral [NiN(3)P] environment defined by the imine, two amide nitrogen atoms of the L(2-) dianionic tridentate ligand and one of the phosphorus atoms of the dppm molecule. In the other heteroleptic complexes, [CoL(phen)], [CuL(bipy)] and [ZnL(phen)], the metal atom is in a five-coordinate environment defined by the imine, two amide nitrogen atoms of the dianionic tridentate ligand and the two bipyridine or phenanthroline nitrogen atoms. The compounds were characterized by microanalysis, IR and UV/Vis (Co, Ni and Cu complexes) spectroscopy, FAB mass spectrometry and (1)H NMR ([NiL] and Zn and Cd complexes) and EPR spectroscopy (Cu complexes).
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This Thesis aims at presenting the general results achieved during my PhD, that was focused on the study and characterisation of new homoleptic and heteroleptic metal carbonyl clusters. From a dimensional point of view, the nuclearity of such species ranges from 2 to 44 metal atoms. Lower nuclearity compounds may be viewed as polymetallic complexes, whereas higher nuclearity species can reach the nanocluster size, by resembling to ultrasmall nanoparticles (USNPs). Initially, my research was focused on the investigation of small MCCs stabilised by N-Heterocyclic carbene (NHCs) ligands. At this regard, a general strategy for the synthesis of mono-anionic [Fe(CO)4(MNHC)]− and neutral Fe(CO)4(MNHC)2, Co(CO)4(MNHC) (M = Cu, Ag, Au; NHC = IMes, IPr) species has been developed. Furthermore, during this investigation, neutral trimetallic Fe(CO)4(MNHC)(M’NHC) (M, M’ = Cu, Ag, Au; M ≠ M'; NHC = IPr) and neutral heteroleptic Fe(CO)4(MNHC)(MNHC’) (M = Au; NHC = IMes, IPr) compounds have been isolated. Thermal treatment turned out to be an efficient method for the growth of the dimension of MCCs. Indeed, species of the type [M3Fe3(CO)12]3– and [M4Fe4(CO)16]4– (M = Ag, Au) as well as larger clusters were formed during the thermal treatment of the new Fe-M (M = Ag, Cu, Au) carbonyl compounds. These species inspired the investigation of promising reaction paths for the synthesis of Fe-M (M = Ag, Cu, Au) carbonyl compounds devoid of ancillary ligands and alloy MCCs, such as the heterometallic [MxM’5-xFe4(CO)16]3− (M, M' = Cu, Ag, Au; M ≠ M'; x = 0-5) carbonyl clusters. The second part of this Thesis regards high nuclearity MCCs. In particular, new strategies for the growth of platinum carbonyl clusters involving, for instance, the employment of bidentate phosphines are described, as well as the syntheses and the thermal decomposition of new Ni-M (Pd, Pt) carbonyl clusters.
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We report on the shape resonance spectra of phenol-water clusters, as obtained from elastic electron scattering calculations. Our results, along with virtual orbital analysis, indicate that the well-known indirect mechanism for hydrogen elimination in the gas phase is significantly impacted on by microsolvation, due to the competition between vibronic couplings on the solute and solvent molecules. This fact suggests how relevant the solvation effects could be for the electron-driven damage of biomolecules and the biomass delignification [E. M. de Oliveira et al., Phys. Rev. A 86, 020701(R) (2012)]. We also discuss microsolvation signatures in the differential cross sections that could help to identify the solvated complexes and access the composition of gaseous admixtures of these species.
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The effect of S,S-ethylenediaminedisuccinic acid (edds) on the quenching of metal-catalyzed (metal = Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) oxidation of ascorbic acid was tested in vitro via oxidation of the fluorescent probe 1,2,3-dihydrorhodamine dihydrochloride. The pro-oxidant activity of iron was not fully suppressed, even at a four-fold molar excess of the ligand. The effect of serum on the toxicity to peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and K562 cells was investigated. The cytotoxic effect of Fe-edds was abrogated in the presence of Trolox or serum proteins. The probable pathways of cell toxicity were investigated through blocking of the monocarboxylate transporters (MCT) in association with cell cycle studies by flow cytometry. Cells treated with metal complexes and alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid, a known MCT inhibitor, showed recovery of viability, suggesting that MCT proteins may be involved in the internalization of metal-edds complexes. The free acid induced cell cycle arrest in G0/G1 (PBMC) and S (K562) phases, suggesting direct DNA damage or interference in DNA replication.
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Herein, the immobilization of some Schiff base-copper(II) complexes in smectite clays is described as a strategy for the heterogenization of homogeneous catalysts. The obtained materials were characterized by spectroscopic techniques, mostly UV/Vis, EPR, XANES and luminescence spectroscopy. SWy-2 and synthetic Laponite clays were used for the immobilization of two different complexes that have previously shown catalytic activity in the dismutation of superoxide radicals, and disproportionation of hydrogen peroxide. The obtained results indicated the occurrence of an intriguing intramolecular redox process involving copper and the imine ligand at the surface of the clays. These studies are supported by computational calculations.
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The DNA damage induced by S(IV) in the presence of some Cu(II) complexes in air saturated solution was investigated. The addition of S(IV) to an air saturated solution containing CuII GGA (GGA = glycylglycyl-L-alanine), CuII G3 (G3 = triglycine) or CuII G4 (G4 = tetraglycine) and Ni(II) traces, causes rapid formation of the respective Cu(III) complex, with simultaneous O2 uptake and S(IV) oxidation. SO3•- and HO• were detected by EPR-spin trapping experiments. The DNA strand breaks were attributed to the oxysulfur radicals formed. In the reduction of Cu(II)/BCA (BCA = 4,4' dicarboxy-2-2'-biquinoline) by S(IV), with CuI BCA complex formation, there is the possible formation of carbon centered radical of BCA or peroxyl radical (ROO•) capable of oxidizing DNA bases. The intensity of DNA damage in the presence of these Cu(II) complexes and S(IV) (10-300 µmol L-1) followed the order: CuII BCA ∼ CuII G4 ∼ Cu(II) (added as Cu(NO3)2) > CuII G3 ∼ CuII GGA. Specifically for CuII BCA the damage occurred even at lower S(IV) concentration (0.1 µmol L-1). For the Cu(II) complexes with glycylglycylhistidine, glycylhistidylglycine, glycylhistidyllysine and glycylglycyltyrosylarginine the Cu(III) formation and the DNA damage was not observed.
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We carried out a first-principles investigation on the microscopic properties of nickel-related defect centers in diamond. Several configurations, involving substitutional and interstitial nickel impurities, have been considered either in isolated configurations or forming complexes with other defects, such as vacancies and boron and nitrogen dopants. The results, in terms of spin, symmetry, and hyperfine fields, were compared with the available experimental data on electrically active centers in synthetic diamond. Several microscopic models, previously proposed to explain those data, have been confirmed by this investigation, while some models could be discarded. We also provided insights into the microscopic structure of several of those centers.