Журнал неорганической химии, 2024, № 5
Покупка
Новинка
Тематика:
Общая и неорганическая химия
Издательство:
Наименование: Журнал неорганической химии
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 148
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Том 69 № 5 2024 Май Основан в январе 1956 г. Выходит 12 раз в год ISSN: 0044-457X Журнал издается под руководством Отделения химии и наук о материалах РАН Главный редактор Н. Т. Кузнецов Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Москва Заместитель главного редактора Ответственный секретарь К. Ю. Жижин Е. П. Симоненко Редакционная коллегия: А.В. Агафонов, Е.В. Антипов, М.Б. Бабанлы (Азербайджан), В.В. Болдырев, К.С. Гавричев, Ю.Г. Горбунова, И.Л. Еременко, В.К. Иванов, В.М. Иевлев, В.Ю. Кукушкин, В. Линерт (Австрия), Н.Ф. Степанов, В.Л. Столярова, В.П. Федин, А.Ю. Цивадзе, А.В. Шевельков, М. Шеер (Германия), В.Ф. Шульгин Заведующая редакцией Е.В. Манахова Адрес редакции: 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, e-mail: rusjinorgchem@yandex.ru Москва ФГБУ «Издательство «Наука» © Российская академия наук, 2024 © Редколлегия журнала “Журнала неорганической химии” (составитель), 2024
СОДЕРЖАНИЕ Том 69, номер 5, 2024 СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Синтез C-меркуропроизводных орто-карборана. Кристаллическая структура бис(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртути С. А. Ануфриев, С. В. Тимофеев, Д. И. Насырова, И. Б. Сиваев, В. И. Брегадзе 659 Низкотемпературный синтез материалов в системе SrF2–ScF3 и исследование их электропроводности И. И. Бучинская, Н. И. Сорокин 665 Оценка хансеновских параметров низкоразмерных частиц слоистых дихалькогенидов ванадия, ниобия и тантала К. С. Никонов, Т. К. Менщикова, М. Н. Бреховских 672 Синтез и свойства магнитодиэлектрических покрытий на основе фоторезиста и наноразмерного порошка Mg(Fe0.7Ga0.3)2Ox А. И. Серокурова, С. А. Шарко, Н. Н. Новицкий, М. Н. Смирнова, Г. Е. Никифорова, Е. С. Романова, В. А. Кецко, А. И. Стогний 681 Синтез 1,10-дисульфанил-клозо-декаборатного аниона и его тетраацетиламидного дисульфониевого производного А. В. Голубев, Д. В. Балтовская, А. С. Кубасов, А. Ю. Быков, К. Ю. Жижин, Н. Т. Кузнецов 686 Полимерные 2-иодотерефталаты лантанидов: синтез и структура М. А. Бондаренко, А. С. Загузин, П. А. Абрамов, В. П. Федин, Д. А. Жеребцов, С. А. Адонин 696 Синтез, структура и люминесцентные свойства анионзамещенных германатов Ca2La7.2Eu0.8(GeO4)6-x(PO4)xO2+x/2 со структурой типа апатита А. А. Васин, М. Г. Зуев, И. Д. Попов , И. В. Бакланова, Е. В. Заболоцкая 703 Замещенное производное клозо-додекаборатного аниона на основе пара-иод-L-фенилаланина — новое соединение для БНЗТ с возможностью визуализации методом КТ М. Н. Рябчикова, А. В. Нелюбин, Ю. А. Финогенова, В. А. Скрибицкий, А. П. Жданов, А. А. Липенгольц, Е. Ю. Григорьева, К. Ю. Жижин, Н. Т. Кузнецов 713 Исследование фотокаталитической активности наноразмерного порошка и волокон на основе никель-цинкового феррита С. Н. Иванин, В. Ю. Бузько, Р. П. Якупов, И. В. Сухно 720 КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Структурное разнообразие комплексов бромидов редкоземельных элементов с ацетилмочевиной П. В. Акулинин, Е. В. Савинкина, М. С. Григорьев, Ю. А. Белоусов 727 Увеличение водорастворимости эфиров N-ацилзамещенных аминокислот как ингибиторов репликации современных штаммов вируса гриппа А in vitro за счет комплексообразования с цинком(II) Т. М. Гараев, И. И. Юдин, Н. В. Бреслав, Т. Е. Савочкина, А. С. Крепкая, Т. В. Гребенникова, С. Е. Никифорова, И. И. Мышлецов, В. В. Авдеева, Е. А. Малинина 736 657
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Квантово-химическое моделирование супертетраэдрических кристаллических структур, содержащих тетраэдры C4 и X4 (X = B, Al, Ga) И. В. Гетманский, С. А. Зайцев, В. В. Коваль, Р. М. Миняев 743 Компьютерное моделирование свойств и структуры кристаллического 1,6-клозо-карборана (С2B4)n С. А. Зайцев, Ю. И. Зайцева, И. В. Гетманский, Р. М. Миняев 751 Спиновые свойства кремний-германиевых нанотрубок Е. П. Дьячков, В. Б. Меринов, П. Н. Дьячков 757 ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Термодинамические характеристики перфторциклогексаноата меди(I) C6F11COOCu И. П. Малкерова, Д. Б. Каюмова, Д. С. Ямбулатов, А. В. Хорошилов, А. А. Сидоров, А. С. Алиханян 765 Взаимодействие в системе Li+,Na+,K+||F−,Cl− и 3D-модель стабильного треугольника LiF–NaCl–KCl А. В. Бурчаков, И. К. Гаркушин, Е. М. Егорова, У. А. Емельянова, А. А. Финогенов 771 ФИЗИКОХИМИЯ РАСТВОРОВ Исследование спин-кроссовера в комплексе перрената железа(II) с 2,6-бис(бензимидазол-2-ил)пиридином в растворах диметилсульфоксида В. В. Коковкин, И. В. Миронов, Е. В. Коротаев, Л. Г. Лавренова 779 Экстракция ионов металлов в системе сульфат аммония–оксиэтилированный нонилфенол–вода в присутствии органических комплексообразователей Д. О. Шилыковская, Д. Ю. Куимова, А. М. Елохов 786 НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫ Термическая стабильность гетеронаноструктур (ZnS)(Ag2S)x сульфидов цинка и серебра С. И. Садовников, С. В. Сергеева, А. И. Гусев 792
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2024, том 69, № 5, с. 659–664 СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ УДК 546.271:546.492:539.26 СИНТЕЗ C-МЕРКУРОПРОИЗВОДНЫХ ОРТО-КАРБОРАНА. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА БИС(2-ФЕНИЛ-ОРТО-КАРБОРАН-1-ИЛ)РТУТИ1 ©2024 г. С. А. Ануфриева, С. В. Тимофеева, Д. И. Насыроваb, c, И. Б. Сиваевa, d, *, В. И. Брегадзеa aИнститут элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, ул. Вавилова, 28, Москва, 119334 Россия bИнститут органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Ленинский пр-т, 47, Москва, 119017 Россия cМосковский физико-технический институт, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 117303 Россия dРоссийский экономический университет им. Г.В. Плеханова, Стремянный пер., 36, Москва, 117997 Россия *e-mail: sivaev@ineos.ac.ru Поступила в редакцию 08.11.2023 г. После доработки 16.01.2024 г. Принята к публикации 17.01.2024 г. Многие производные карборанов, впервые синтезированные во времена бурного развития этой области химии в 60-х годах XX в., остались совершенно неохарактеризоваными современными спектральными и структурными методами. В настоящей работе заново синтезирован и охарактеризован методом ЯМР спектроскопии ряд C-меркуропроизводных орто-карборана 1-PhHg-2-Ph-1,2-C2B10H10 и (2-R-1,2C2B10H10)2Hg (R = H, Me, Ph). Молекулярная кристаллическая структура бис(2-фенил-орто-карборан1-ил)ртути установлена методом рентгеноструктурного анализа. Ключевые слова: орто-карборан, меркуропроизводные, синтез, ЯМР-спектроскопия, рентгеноструктурный анализ DOI: 10.31857/S0044457X24050014, EDN: YFNMFI ВВЕДЕНИЕ скудно (главным образом, элементным анализом и температурой плавления). Ряд таких производных, включая галоген- [24–29] и гидрокси- [30, 31] производные карборана, были недавно получены заново и исчерпывающе охарактеризованы. К разряду слабоохарактеризованных относятся и меркуропроизводные карборанов, большая часть которых была синтезирована в конце 60-х–начале 70-х гг. прошлого века [32]. Цель работы — синтез и характеристика С-меркуропроизводных орто-карборана CarbHgPh и Carb2Hg типов. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Химия карборанов уже имеет 60-летнюю историю, однако она совсем не напоминает человека, собирающегося уходить на пенсию [1]. Несмотря на то, что многие направления использования карборанов, такие как медицинская химия [2–5] и синтез люминесцентных материалов [6–9], основаны на использовании классических методов функционализации карборанов, в настоящее время бурно развиваются такие направления химии карборанов, как активация малых молекул [10–13], направляемая функциональными группами катализируемая переходными металлами B–H активация [14–18], карборансодержащие суперкислоты Льюиса [19–23]. Вместе с тем в химии карборанов имеются значительные лакуны, обусловленные тем, что многие производные, синтезированные в 60–70-х и даже 80-х годах XX в., были охарактеризованы крайне 1 Посвящается 125-летию со дня рождения академика А.Н. Несмеянова и 70-летию основания Института элементоорганических соединений Российской академии наук. 1-Метил-орто-карборан 1-Me-1,2-C2B10H11 [33], 1-фенил-орто-карборан 1-Ph-1,2-C2B10H11 [34] и фенилртуть хлорид PhHgCl [35] были получены в соответствии с литературными методиками. Диэтиловый эфир и тетрагидрофуран перегоняли над металлическим натрием в присутствии бензофенона [36]. Ход реакций контролировали с помощью тонкослойной хроматографии на пластинках Kieselgel 60 F245 (Merck), в качестве проявителя использовали 659
АНУФРИЕВ и др. ЯМР 1H (CDCl3, δ, м.д.): 3.62 (2Н, уш c, CHкарб), 3.1—1.1 (20Н, уш. м, BHкарб). Бис(2-метил-орто-карборан-1-ил)ртуть (3). К раствору 317 мг (2.00 ммоль) 1-метил-орто-карборана в 50 мл диэтилового эфира при 0°С добавили 1.0 мл (2.25 ммоль) 2.25 М раствора n-BuLi в гексане и перемешивали в течение 1 часа. Затем к реакционной смеси добавили 272 мг (1.00 ммоль) хлорида ртути(II), позволили нагреться до комнатной температуры и перемешивали в течение ночи. Реакционную смесь обработали 50 мл 6% раствора соляной кислоты, органическую фракцию отделили, а водную промыли 3 × 20 мл диэтилового эфира. Органические фракции объединили и высушили над безводным сульфатом натрия, фильтровали и упарили. Полученный остаток подвергли хроматографической очистке колонке с силикагелем с диэтиловым эфиром в качестве элюента. Третья борсодержащая фракция дала 368 мг (71%) бис(2-метилорто-карборан-1-ил)ртути в виде белого порошка. Спектральные данные: ЯМР 11В (CDCl3, δ, м.д.): 0.8 (2В, д, J = 134 Гц), –6.2 (2В, д, J = 152 Гц), –6.8 (4В, д, J = 149 Гц), –9.4 (8В, д, J = 138 Гц), –10.3 (4В, д, J = 158 Гц). ЯМР 1H (CDCl3, δ, м.д.): 2.07 (6Н, c, CH3), 3.2—1.0 (20Н, уш. м, BHкарб). ЯМР 13С (CDCl3, δ, м.д.): 95.3 (HgСкарб), 74.5 (MeСкарб), 29.6 (CH3). Бис(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртуть (4). К раствору 441 мг (2.00 ммоль) 1-фенил-орто-карборана в 50 мл диэтилового эфира при 0°С добавили 1.0 мл (2.25 ммоль) 2.25 М раствора n-BuLi в гексане и перемешивали в течение 1 ч. Затем к реакционной смеси добавили 272 мг (1.00 ммоль) хлорида ртути(II), позволили нагреться до комнатной температуры и перемешивали в течение ночи. Реакционную смесь обработали 50 мл 6% раствора соляной кислоты, органическую фракцию отделили, а водную промыли 3 × 20 мл диэтилового эфира. Органические фракции объединили, высушили над безводным сульфатом натрия и упарили. 0.5% раствор хлорида палладия(II) в 1%-ном солянокислом водном метаноле (1 : 10). Спектры 400 МГц (1H) и 128 МГц (11B) регистрировали на спектрометре Varian Inova 400. Химические сдвиги приведены относительно Me4Si (для спектров ЯМР 1H) и BF3 · Et2O (для спектров ЯМР 11B). Фенил(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртуть (1). К раствору 300 мг (1.36 ммоль) 1-фенил-ортокарборана в 10 мл тетрагидрофурана при –78°С добавили 0.6 мл (1.50 ммоль) 2.5 М раствора n-BuLi в гексане и перемешивали в течение 1 ч. Затем к реакционной смеси добавили 420 мг (1.24 ммоль) фенилртуть хлорида, позволили нагреться до комнатной температуры и перемешивали в течение ночи. Реакционную смесь вылили в воду (50 мл), органическую фракцию отделили, а водную промыли 2 × 20 мл диэтилового эфира. Органические фракции объединили и высушили над безводным сульфатом натрия и упарили. Полученный остаток подвергли хроматографической очистке на колонке с силикагелем (элюент — петролейный эфир, затем толуол), получив 510 мг (выход 75%) 1-PhHg-2-Ph1,2-C2B10H10 (1) в виде белого порошка. Спектральные данные: ЯМР 1H (CDCl3, δ, м.д.): 8.01 (2H, д, J = 6.7 Гц, CHPh), 7.59 (3H, м, CHPh), 7.21 (2H, т, J = = 7.3 Гц, CHPh), 7.12 (1H, т, J = 7.3 Гц, CHPh), 6.97 (2H, д, J = 7.1 Гц, CHPh), 3.9—1.4 (10Н, уш. м, BHкарб). ЯМР 11В (CDCl3, δ, м.д.): –0.4 (1В, д, J = 148 Гц), –3.9 (1В, д, J = 143 Гц), –7.5 (2В, д, J = 144 Гц), –9.2 (4В, д, J = 166 Гц), –10.3 (2В, д, J = 158 Гц). Бис(орто-карборан-1-ил)ртуть (2). К раствору 325 мг (2.25 ммоль) орто-карборана в 50 мл диэтилового эфира при 0°С добавили 1.0 мл (2.25 ммоль) 2.25 М раствора n-BuLi в гексане и перемешивали в течение 1 ч. Затем к реакционной смеси добавили 272 мг (1.00 ммоль) хлорида ртути(II), позволили нагреться до комнатной температуры и перемешивали в течение ночи. Реакционную смесь обработали 50 мл 6% раствора соляной кислоты, органическую фракцию отделили, а водную промыли 3 × 20 мл диэтилового эфира. Органические фракции объединили и высушили над безводным сульфатом натрия и упарили. Полученный остаток подвергли хроматографической очистке на колонке с силикагелем с хлороформом в качестве элюента. Вторая борсодержащая фракция дала 274 мг (выход 56%) бис(орто-карборан-1-ил)ртути в виде белого порошка. Спектральные данные: ЯМР 11В (CDCl3, δ, м.д.): 0.4 (2В, д, J = 171 Гц), –1.3 (2В, д, J = 156 Гц), –7.4 (4В, д, J = 151 Гц), –11.4 (4В, д, J = 157 Гц), –11.9 (4В, д, J = 159 Гц), –13.5 (4В, д, J = 168 Гц). Полученный остаток подвергли хроматографической очистке на колонке с силикагелем (элюент — смесь петролейного эфира и хлороформа 1 : 1). Вторая борсодержащая фракция дала 446 мг (выход 70%) бис(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртути в виде белого кристаллического порошка. Спектральные данные: ЯМР 11В (CDCl3, δ, м.д.): 0.9 (2В, д, J = 141 Гц), –3.8 (2В, д, J = 145 Гц), –7.2 (4В, д, J = 149 Гц), –9.5 (12В, м). ЯМР 1H (CDCl3, δ, м.д.): 7.53 (6Н, м, о-/п-CHPh), 7.41 (4Н, т, J = 7.3 Гц, м-CHPh), 3.2–0.6 (20Н, уш. м, BHкарб). ЯМР 13С (CDCl3, δ, м.д.): 135.7 ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 69 № 5 2024
СИНТЕЗ C-МЕРКУРОПРОИЗВОДНЫХ ОРТО-КАРБОРАНА 661 тура зарегистрирована в Кембриджском Центре Кристаллографических Данных (ССDС № 2312972). РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Химия С-меркуропроизводных орто-карборана достигла расцвета в конце прошлого века с синтезом анти-краунов — карборанилртутных макроциклов [(Hg-ortho-C2B10H10)3] и [(Hg-ortho-C2B10H10)4] [41–43]. В то же время лишь единицы из многочисленных меркуропроизводных карборанов, синтезированных в 60-х гг., были надежно охарактеризованы современными спектральными методами [44, 45]. Фенил(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртуть 1-PhHg-2-Ph-1,2-C2B10H10 была получена ранее реакцией фенилртуть хлорида PhHgCl с литиевым или магниевым производными 1-фенил-орто-карборана [46,47]. В настоящей работе заново синтезировали 1-PhHg-2-Ph-1,2-C2B10H10 (1) взаимодействием PhHgCl с литиевым производным 1-фенил-ортокарборана 1-Li-2-Ph-1,2-C2B10H10 (схема 1). Синтез симметричной бис(орто-карборан-1-ил) ртути и ее С-замещенных производных взаимодействием литиевых производных соответствующих карборанов с хлоридом ртути(II) был описан в 60-х гг. прошлого века [48], однако только незамещенная бис(орто-карборан-1-ил)ртуть была позже повторно синтезирована и охарактеризована [44]. (ипсо-CPh), 131.1 (п-CHPh), 129.9 (м-CHPh), 129.2 (о-CHPh), 98.4 (HgСкарб), 81.3 (PhСкарб). Кристаллы, пригодные для проведения рентгеноструктурного анализа были получены медленным упариванием раствора бис(2-фенил-орто-карборан1-ил)ртути в смеси петролейного эфира и хлороформа. Экспериментальные данные собирали при 100 K на четырехкружном монокристаллическом дифрактометре Rigaku Synergy S, оснащенного детектором HyPix6000HE (каппа-геометрия, беззатворная техника ω-сканирования), с использованием монохроматизированного графитом Mo Kαизлучения. Данные интенсивности были интегрированы и скорректированы на поглощение и затухание с помощью программы CrysAlisPro [37]. Структура расшифрована прямыми методами с помощью SHELXT [38] и уточнена по F2 с помощью SHELXL-2018 [39] в программе OLEX2 [40]. Все неводородные атомы уточнены с индивидуальными параметрами анизотропного смещения. Положение атомов водорода BH-групп найдено по карте разности электронной плотности; эти атомы водорода были уточнены с индивидуальными параметрами изотропного смещения. Все остальные атомы водорода были помещены в идеальные расчетные положения и уточнены в модели наездника с параметрами относительного изотропного смещения. СтрукPh Ph 1. n-BuLi, Et2O Hg 2. PhHgCl CH C BH 1 Схема 1. Синтез фенил(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртути 1-PhHg-2-Ph-1,2-C2B10H10. R R 1. n-BuLi, Et2O Hg 2. HgCl2 R CH C BH R = H (2), Me (3), Ph (4) Схема 2. Синтез симметричных C-меркуропроизводных орто-карборана (2-R-1,2-C2B10H10)2Hg. ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 69 № 5 2024
АНУФРИЕВ и др. Таблица 1. Кристаллические данные и уточнение структуры (2-Ph-1,2-C2B10H10)2Hg (4) B3 B8 Формула C16H30B20Hg C8 C7 B4 B9 Молекулярная масса 639.19 C3 B2 Температура, K 100.00(10) C2 B5 B7 B10 C5 C4 C6 Длина волны Å 0.71073 C1 Сингония Орторомбическая B6 B1 Пространственная группа Pbca Hg1 B6A B1A Параметры кристаллической ячейки, Å a = 9.57819(11) C1A B5A B7A b = 13.7753(2) C4A C5A C2A B10A c = 19.7474(3) B9A B2A C3A C6A B4A Объем, Å3 2605.52(6) Z 4 C7A C8A B8A B3A Плотность (расч.), г/см3 1.629 Коэффициент поглощения, мм-1 5.916 F(000) 1224 Размер кристалла, мм3 0.5 × 0.3 × 0.2 Рис. 1. Общий вид молекулы бис(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртути (2-Ph-1,2-C2B10H10)2Hg в представлении атомов эллипсоидами тепловых колебаний с 50% вероятностью. θ-диапазон для сбора данных, град от 2.788 до 25.255 Диапазоны индексов –11 ≤h ≤ 11, –16 ≤k ≤ ≤16, –23 ≤l ≤ 23 Общее число отражений 26026 Число независимых отражений 2360 [Rint = 0.0207] Данные/ограничения/параметры 2360/0/ 209 GOF 1.158 R индексы (все данные) R1 = 0.0235, wR2 = 0.0432 Конечные R индексы [I > 2θ(I)] R1 = 0.0188, wR2 = 0.0414 Длина связи Hg-C в 4 2.077(2) Å, что чуть меньше, чем в (1,2-C2B10H10)2Hg (2.095–2.097 Å) [36] и (2-Me2NCH2-1,2-C2B10H10)2Hg (2.092 Å) [45]. Согласно требованиям симметрии орто-карборанильные группы в 4 повернуты друг относительно друга на 180°. Ориентация фенильных групп определяется наличием внутримолекулярных водородных связей B–H···HC (2.093 и 2.226 Å) между соседними с атомами углерода BH-группами ортокарборанового остова и орто-CH-группами ароматического кольца. Образование таких связей характерно для С-фенилпроизводных орто-карборана [49], в особенности для производных, содержащих заместитель при втором атоме углерода [50–54]. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящей работе заново синтезирован и охарактеризован методом ЯМР-спектроскопии ряд C-меркуропроизводных орто-карборана 1-PhHg-2Ph-1,2-C2B10H10 и (2-R-1,2-C2B10H10)2Hg (R = H, Me, Ph). Молекулярная кристаллическая структура бис(2-фенил-орто-карборан-1-ил)ртути установлена методом рентгеноструктурного анализа. ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ В этой работе ряд симметричных C-меркуропроизводных орто-карборана (2-R-1,2C2B10H10)2Hg (R = H (2), Me (3), Ph (4)) получен взаимодействием литиевых производных соответствующих орто-карборанов 1-Li-2-R-1,2-C2B10H10 (R = H, Me, Ph) с HgCl2 (схема 2). Полученные C-меркуропроизводные ортокарборана охарактеризованы с помощью спектроскории ЯМР 11B, 1H и 13C. Молекулярная кристаллическая структура бис(2фенил-орто-карборан-1-ил)ртути установлена методом рентгеноструктурного анализа (табл. 1). Молекула (2-Ph-1,2-C2B10H10)2Hg имеет центросимметричное строение с углом C–Hg–C 180.0° (рис. 1). Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №21-13-00345). ЯМР-спектральные исследования ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 69 № 5 2024
СИНТЕЗ C-МЕРКУРОПРОИЗВОДНЫХ ОРТО-КАРБОРАНА 663 проводились с использованием научного оборудования Центра исследования строения молекул Института элементоорганических соединений Российской академии наук, функционирующего при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Определение кристаллической структуры выполнено в Отделе структурных исследований Института органической химии Российской академии наук. КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Grimes R.N. Carboranes. London: Academic Press, 2016. 1058 p. https://doi.org/10.1016/C2014–0-01334–2 2. Valliant J.F., Guenther K.J., King A.S. et al. // Coord. Chem. Rev. 2002. V. 232. № 1–2. P . 173. https://doi.org/10.1016/S0010–8545(02)00087–5 3. Scholz M., Hey-Hawkins E. // Chem. Rev. 2011. V. 111. № 11. P . 7035. https://doi.org/10.1021/cr200038x 4. Zargham E.O., Mason C.A., Lee M.W. // Int. J. Cancer Clin. Res. 2019. V. 6. № 2. P . 110. http://doi.org/10.23937/2378-3419/1410110 5. Chen Y., Du F., Tang, L. et al. // Mol. Ther. Oncolytics. 2022. V. 24. P . 400. https://doi.org/10.1016/j.omto.2022.01.005 6. Mukherjee S., Thilagar P. // Chem. Commun. 2016. V. 52. № 6. P . 1070. https://doi.org/10.1039/C5CC08213G 7. Li X., Yan H., Zhao Q. // Chem. Eur. J. 2016. V. 22. №6. P . 1888. https://doi.org/10.1002/chem.201503456 8. Ochi J., Tanaka K., Chujo Y. // Angew. Chem. Int. Ed. 2020. V. 59. № 25. P . 9841. https://doi.org/10.1002/anie.201916666 9. Tanaka K., Gon M., Ito S. et al. // Coord. Chem. Rev. 2022. V. 472. P . 214779. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2022.214779 10.Zhang X., Yan H. // Coord. Chem. Rev. 2019. V. 378. P . 466. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.11.006 11. Hu J.R., Wang J.H., Jin K.G., Zhu C.P. // Russ. J. Coord. Chem. 2020. V. 46. № 6. P . 437. https://doi.org/10.1134/S1070328420060019 12.Hu J.R., Wang J.H. // J. Struct. Chem. 2022. V. 63. № 10. P. 1551. https://doi.org/10.1134/ S0022476622100018 13.Hu J.R., Wang J.H. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 11. P . 1329. https://doi.org/10.1134/S0036023622600654 14.Yu W.-B., Cui P.-F., Gao W.-X., Jin G.-X. // Coord. Chem. Rev. 2017. V. 350. P . 300. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.07.006 15.Quan Y., Xie Z. // Chem. Soc. Rev. 2019. V. 48. № 13. P . 3660. https://doi.org/10.1039/C9CS00169G 16.Сиваев И.Б. // Журн. неорг. химии. 2021. Т . 66. № 9. С. 1192. 17.Wang Q., Liu B., Feng K., Hashmi, A.S.K. // Adv. Synth. Catal. 2022, V. 364. № 24. P . 4174. https://doi.org/10.1002/adsc.202201183 18.Zhang J., Xie Z. // Org. Chem. Front. 2023. V. 10. №12. P . 3074. https://doi.org/10.1039/D3QO00621B 19.Sivaev I.B. // Chemistry. 2023. V. 5. № 2. P . 834. https://doi.org/10.3390/chemistry5020059 20. Akram M.O., Tidwell J.R., Dutton J.L., Martin, C.D. // Angew . Chem. Int. Ed. 2023. V. 62. № 34. P . е202307040. https://doi.org/10.1002/anie.202307040 21.Vashisth K., Dutta S., Akram M.O., Martin C.D. // Dalton Trans. 2023. V. 52. № 28. P . 9639. https://doi.org/10.1039/D3DT01557B 22.Diab M., Jaiswal K., Bawari D., Dobrovetsky R. // Israel J. Chem. 2023. V. 63. № 78. P . e202300010. https://doi.org/10.1002/ijch.202300010 23.Xiang L., Wang J., Krummenacher I. et al. // Chem. Eur. J. 2023. V. 29. № 42. P .e202301270. https://doi.org/10.1002/chem.202301270 24.Shernyukov A.V., Salnikov G.E., Rudakov D.A., Genaev A.M. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. № 5. P . 3106. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c03392 25.Anufriev S.A., Timofeev S.V., Zhidkova O.B. et al. // Crystals. 2022. V. 12. № 9. P . 1251. https://doi.org/10.3390/cryst12091251 26.Zhidkova O.B., Druzina A.A., Anufriev S.A. et al. // Molbank. 2022. V. 2022. № 1. P . M1347. https://doi.org/10.3390/M1347 27.Guo W., Guo C., Ma Y.-N., Chen X. // Inorg. Chem. 2022. V. 61. № 13. P . 5326. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c00074 28.Lu W., Wu Y., Ma Y.-N. et al. // Inorg. Chem. 2023. V. 62. № 2. P . 885. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c03694 29.Suponitsky K.Yu., Anufriev S.A., Sivaev I.B. // Molecules. 2023. V. 28. № 2. P . 875. https://doi.org/10.3390/molecules28020875 30.Рудаков Д.А., Генаев А.М., Гатилов Ю.В. и др. // Изв. Акад. наук. Сер. хим. 2020. № 2. С. 320. https://doi.org/10.1007/s11172–020–2763–1 31.Ma Y.-N., Ren H., Wu Y. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2023. V. 145. № 13. P . 7331. https://doi.org/10.1021/jacs.2c13570 32.Сиваев И.Б., Стогний М.Ю. // Изв. Акад. наук. Сер. хим. 2019. № 2. С. 217. https://doi.org/10.1007/s11172–019–2379–5 ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 69 № 5 2024
АНУФРИЕВ и др. 33.Hawthorne M.F., Andrews T.D., Garrett P.M. et al. // Inorganic Syntheses / Ed. Earl L. Muetterties. NY, San Francisco: McGraw-Hill, 1967. V. 10. P . 91. https://doi.org/10.1002/9780470132418.ch17 34.Brain P.T., Cowie J., Donohoe D.J. et al. // Inorg. Chem. 1996. V. 35. № 6. P . 1701. https://doi.org/10.1021/ic9511128 35.Sharma R. // Lett. Org. Chem. 2022. V. 19. № 12. P . 1077. http://dx.doi.org/10.2174/1568026622666220516122705 36.Armarego W.L.F., Chai C.L.L. Purification of Laboratory Chemicals. Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, 2009. 743 p. 37.CrysAlisPro. Version 1.171.41.106a. Rigaku Oxford Diffraction, 2021. 38.Sheldrick G. M. // Acta Cryst. A. 2015. V. 71. № 1. P . 3. http://doi.org/10.1107/S2053273314026370 39.Sheldrick G. M. // Acta Cryst. C. 2015. V. 71. № 1. P . 3. http://doi.org/10.1107/S2053229614024218 40.Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J. et al. // J. Appl. Cryst. 2009. V. 42. № 2. P . 339. http://doi.org/10.1107/S0021889808042726 41.Wedge T.J., Hawthorne M.F. // Coord. Chem. Rev. 2003. V. 240. № 1–2. P . 111. https://doi.org/10.1016/S0010-8545(02)00259-X 42.Dolgushin F.M., Eremenko I.L. // Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. № 12. P . 1493. https://doi.org/10.1070/rcr4998 43.Супоницкий К.Ю., Ануфриев С.А., Шмалько А.В., Сиваев И.Б. // Коорд. химия. 2023. Т . 50. № 5. С. 344. 44.Morel P., Schaffer P., Britten J.F., Villiant J.F. // Acta Cryst. C. 2002. V. 58. № 12. P . m601. https://doi.org/10.1107/S0108270102020036 45.Lee J.-D., Kim S.-J., Yoo D. et al. // Organometallics. 2000. V. 19. № 9. P . 1695. https://doi.org/10.1021/om990935s 46.Zakharkin L.I., Bregadze V.I., Okhlobystin O.Yu. // J. Organomet. Chem. 1966. V. 6. № 3. P . 228. https://doi.org/10.1016/S0022–328X(00)88731–8 47.Захаркин Л.И., Жигарева Г.Г., Казанцев А.В. // Журн. общ. химии. 1968. Т . 38. № 1. С. 89. 48.Zakharkin L.I., Bregadze V.I., Okhlobystin O.Yu. // J. Organomet. Chem. 1965. V. 4. № 3. P . 211. https://doi.org/10.1016/S0022-328X(00)94161-5 49.Глухов И.В., Лысенко К.А., Корлюков А.А., Антипин М.Ю. // Изв. Акад. наук. Сер. хим. 2005. № 3. С. 541 50.https://doi.org/10.1107/S0108270194005809 51.Lewis Z.G., Welch A.J. // Acta Cryst. C. 1993. V. 49. №4. P . 705. https://doi.org/10.1107/S0108270192012125 52.Robertson S., Ellis D., McGrath T.D. et al. // Polyhedron. 2003. V. 22. № 10. P . 1293. https://doi.org/10.1016/S0277–5387(03)00103–7 53.Lee S., Shin J., Ko D.-H., Han, W.-S. // Chem. Commun. 2020. V. 56. № 84. P . 12741. https://doi.org/10.1039/D0CC04684A 54.Fu M., Yuan S., Qu Q. et al. // New J. Chem. 2023. V. 47. № 47. P . 21714. https://doi.org/10.1039/D3NJ03491G SYNTHESIS OF C-MERCURO DERIVATIVES OF ORTHO-CARBORANE. CRYSTAL STRUCTURE OF BIS(2-PHENYL-ORTHO-CARBORAN-1-YL)MERCURY S. A. Anufrieva, S. V. Timofeeva, D. I. Nasyrovab,c, I. B. Sivaeva,d, *, V. I. Bregadzea аNesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119334 Russia bZelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119017 Russia cMoscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudny, 117303 Russia dPlekhanov Russian University of Economics, Moscow, 117997 Russia *e-mail: sivaev@ineos.ac.ru Many carborane derivatives, first synthesized during the rapid development of this field of chemistry in the 60s of the last century, remained completely uncharacterized by modern spectral and structural methods. In this work, a series of C-mercuro derivatives of ortho-carborane 1-PhHg-2-Ph-1,2-C2B10H10 and (2-R-1,2-C2B10H10)2Hg (R = H, Me, Ph) were newly synthesized and characterized by NMR spectroscopy. The molecular crystal structure of bis(2-phenyl-ortho-carboran-1-yl)mercury was determined by single crystal X-ray diffraction. Keywords: ortho-carborane, mercuro derivatives, synthesis, NMR spectroscopy, single crystal X-ray diffraction ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 69 № 5 2024
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2024, том 69, № 5, с. 665–671 СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ УДК 546.161, 541.133.1 НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ МАТЕРИАЛОВ В СИСТЕМЕ SrF2–ScF3 И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ © 2024 г. И. И. Бучинскаяa,*, Н. И. Сорокинa aИнститут кристаллографии им. А.В. Шубникова, Курчатовский комплекс кристаллографии и фотоники, НИЦ “Курчатовский институт”, Ленинский пр-т, 59, Москва, 119991 Россия *e-mail: buchinskayaii@gmail.com Поступила в редакцию 21.10.2023 г. После доработки 22.11.2023 г. Принята к публикации 23.11.2023 г. Методом “мягкой химии” (осаждением HF из водных растворов хлоридов стронция SrCl2 и скандия ScCl3) синтезированы нанокристаллические образцы состава (100 − x) SrF2 · xScF3, где 3 ≤ х ≤33 мол. %, со средним размером зерен ~20 нм. Из раствора 95SrCl2 · 5ScCl3 получен однофазный твердый раствор Sr0.97Sc0.03F2.03 со структурой флюорита (тип CaF2, пр. гр. F m m3 ) c параметром элементарной ячейки a = 5.7959 ± 0.0016 Å. Для керамического образца, приготовленного из него холодным прессованием и нагретого до температуры 831 K, измерена ионная проводимость в режиме охлаждения, которая составляет 6.4 × 10−6 См/см при 673 K. Энергия активации ионного переноса равна 1.13 ± 0.04 эВ. Величина проводимости нанокристаллического Sr0.97Sc0.03F2.03 превышает электропроводность монокристалла такого же состава в 3.5 раза и меньше электропроводности монокристалла Sr0.92Sc0.08F2.08 в ~10 раз. Ключевые слова: фторид стронция, фторид скандия, нанокристаллы, твердые растворы, структура флюорита, рентгенофазовый анализ, ионная проводимость, импедансная спектроскопия DOI: 10.31857/S0044457X24050025, EDN: YFNGED ВВЕДЕНИЕ лового “по шихте” при кристаллизации из расплава [12]. Обнаружено, что значения ионной проводимости скандийсодержащих твердых растворов на основе флюоритовых матриц CaF2 и SrF2 значительно меньше ионопроводящих характеристик твердых растворов на основе BaF2 и флюоритовой модификации β-PbF2. Твердые растворы М1−хScхF2+х флюоритовой структуры с участием скандия образуются в системах MF2−ScF3 (М = Ca, Sr, Ba, Cd и Pb). Фазовые равновесия в этих системах исследованы в работах [1−4]. Все системы MF2−ScF3 относятся к эвтектическому типу, в двух из них (BaF2–ScF3 и SrF2–ScF3) обнаружены соединения Ba3Sc2F12 (соотношение компонентов 3 : 2), Ba5Sc3F19 (5 : 3) и Sr2ScF7 (2 : 1) соответственно. Традиционно фторпроводящие твердые электролиты — это керамические образцы, приготовленные из порошков. В [13] показано, что нанокерамики твердого раствора Ba1−хScхF2+х легко могут быть получены методом “мягкой химии” — соосаждением из водных растворов нитратов бария и скандия. Эта методика выглядит очень привлекательной для получения керамических твердых электролитов путем прессования нанопорошков, синтезированных из водных растворов, с последующим термическим отжигом таблеток [14]. Высокие значения ионной проводимости были получены для твердого раствора Ba1−хScхF2+х при х = 0.1 (σ500 K = 1.2 × 10–3 См/см, Ea = 0.65 эВ [5−7]), твердого раствора Pb1−хScхF2+х при х = 0.07−0.1 (σ500 K = 6 × 10–2–1.3 × 10–1 См/см, Ea = 0.39−0.40 эВ [8−10]) и эвтектического композита 75 мол. % PbF2– 25 мол. % ScF3 (σ500 K = 2 × 10–2 См/см, Ea = 0.383 эВ [4, 10]). Данные по дефектной структуре и ионной проводимости концентрационного ряда монокристаллов Ca1−хScхF2+х (0.02 ≤x ≤ 0.15) в системе СaF2– ScF3 приведены в [11]. Проводимость флюоритового твердого раствора Sr1−хScхF2+х в системе SrF2–ScF3 исследована на двух монокристаллических образцах (x = 0.05 и 0.10) с обозначением их состава как ваЦель настоящей работы — синтез флюоритового твердого раствора Sr1−хScхF2+х методом соосаждения из водных растворов солей, исследование проводящих свойств его керамики и сравнение результатов с данными для монокристаллических образцов. 665