
книги из ГПНТБ / Хокинс, К. Абсолютная конфигурация комплексов металлов
.pdfРентгеноструктурный анализ |
183 |
C(2)C(3)NC(5) на 0,60 А и расположен в /прайс-положении к карбоксильной группе относительно плоскости кольца. Гетероцикл ограничивает возможные конформации хелат-
0 (3 )
Рис. 4-12. Днгидрат бис-(іх.-пролинато)меди(ІІ). Молекула HsO обозначена 0(3) [27].
кого кольца. Структура комплекса, являющегося центро симметричным, показана па рис. 4-12, а детали строения хелатных колец приведены в табл. 4-7.
Таблица 4-7
Структурные данные для хелатных колец в Cu(DL-pro)22HaO [41]
|
Длина |
|
связи, |
|
о |
|
Л |
С ц — 0 |
2 , 0 3 |
С ( 1 ) — 0 ( 2 ) |
1 , 2 4 |
С ( 3 ) — С (4 ) |
1 , 5 0 |
С ( 2 ) — N |
1 , 5 2 |
|
:S |
|
X |
|
{- |
|
а 5 « |
|
(3 k u |
N — С и — 0 ( 1 ) |
82 |
С и — 0 ( 1 ) — С(І-) |
1 16 |
С ( 2 ) — С ( 1 ) — 0 ( 2 ) |
118 |
С ( 2 ) — С ( 3 ) — С(4) |
97 |
С ( 5 ) — N — С(2) |
108 |
|
Длина |
|
Длина |
|
связи, |
|
связи, |
|
о |
|
о |
|
А |
|
А |
C u — N |
1 , 9 9 |
С ( 1 ) — 0 ( 1 ) |
1 , 2 4 |
C ( l ) — С(2) |
1 , 5 0 |
С ( 2 ) — С(3) |
1 , 5 2 |
С ( 4 ) — С(5) |
1 . 5 2 |
С ( 5 ) — N |
1 , 5 3 |
|
|
|
*Х |
|
X |
|
X |
|
н |
|
Н |
|
|
|
К 5 ^ |
|
И |
|
£ & & |
C u — N — С(2) |
112 |
C u — N — С (5) |
113 |
0 ( 1 ) — С (1 ) — 0 ( 2 ) |
122 |
С ( 2 ) — С ( 1)— 0 ( 1 ) |
120 |
С ( 1 ) — С ( 2 ) — С(3) |
112 |
С ( 1 ) — С (2 ) — N |
108 |
С ( 3 ) — С ( 4 ) — С (5) |
109 C ( 4 ) - C ( 5 ) - N |
96 |
|
N — С ( 2 ) — С(3) |
108 |
|
|
184 |
Глава 4 |
Гидрат (ь-аспартато)диаквоцинка(ІІ) [20, 21]
В этом |
комплексе |
цинка |
аспартат-дианион |
NH2 — СН(СОО~) — СН2 — СОСГ |
координируется как |
||
тридентатный |
лиганд по |
одной из |
граней октаэдра, а |
Рис. 4-13. Тригидрат ь-аспартатоцинка(ІІ). Координированные молекулы воды обозначены 0(5) и 0(6), свободная молекула Н20 не изображена [27].
Таблица 4-8
Структурные данные для |
хелатных колец |
в Zn(L-asp)-3H,0 |
[20] |
|
Длина |
|
связи, |
|
о |
|
А |
Z n — N ( l ) |
2 ,0 6 |
N - C ( l ) |
1 ,4 9 |
C ( 2 ) — 0 (2 ) |
1 , 2 7 |
C ( 4 ) — 0 ( 3 ) |
1 , 2 9 |
|
3 |
|
X |
|
н |
|
х |
|
5 о я |
|
PQ |
|
Длина |
|
Длина |
|
связи, |
|
связи, |
|
о |
|
о |
|
А |
|
А |
Z n — 0 ( 1 ) |
2 , 2 0 |
Z n — 0 ( 3 ) |
2 , 1 5 |
С ( 1 ) — С(2) |
1 , 5 2 |
C ( 2 ) — 0 ( 1 ) |
1 ,2 6 |
С ( 1 ) - С ( 3 ) |
1 , 5 4 |
C ( 3 ) — C(4) |
1 ,5 0 |
С ( 4 ) — 0 (4 ) |
1 , 2 6 |
|
|
|
3 |
|
3 |
|
X |
|
X |
|
н |
|
н |
|
X . |
|
X „ . |
|
2 ч fit |
|
й ч « |
|
S o « |
|
S o « |
N — Z n — 0 ( 1 ) |
7 8 , 9 |
N — Z n — 0 ( 3 ) |
9 0 ,3 |
0 ( 1 ) — Z n — 013) |
8 4 ,6 |
Z n — N— C ( l ) |
1 0 4 ,2 |
N — С ( 1 ) — С(2) |
1 0 9 . 5 |
N — C ( l ) — C(3) |
1 1 3 . 7 |
C ( 2 ) — C ( l ) — C(3) |
1 1 0 ,4 |
С ( 1 ) — С (2)— 0 ( 1 ) |
1 1 9 . 6 |
C ( l ) — C(2 ) — 0 ( 2 ) |
1 1 7 , 4 |
0 ( 1 ) — C(2)— 0 (2 ) |
1 2 3 ,0 |
Z n — 0 ( 1 ) — С(2) |
1 0 8 ,4 |
C ( 2 ) — C ( 3 ) — C(4) |
1 1 6 . 7 |
Z n — 0 ( 3 ) — C(4) |
1 2 7 ,6 |
|
|
|
|
Рентгеноструктурный анализ |
185 |
остальные координационные места заняты двумя молеку лами воды и карбоксильным кислородом соседней моле кулы (рис. 4-13). Замыкание в цикл боковой — СН2СОСГгруппы вынуждает пятичленное хелатное кольцо принять асимметричную конформацию формы конверта. Струк турные данные для хелатных колец приведены в табл. 4-8.
Гидрат бис-(оь-гистидинато)никеля(ІІ) [26]
Оба хелатных кольца в этом соединении расположены в цис-положении друг к другу и связаны кристаллогра фической осью второго порядка, проходящей через атом
Рис. 4-14. Комплекс бис-(ь-гистидинато)никель(ІІ) в гидрате [бис- (оь-гистидинато)никеля(П) [27].
никеля, и поэтому оба лиганда имеют одинаковую хи ральность. Кристалл содержит равное число молекул
[Ni(L-his)2] в [Ni(D-his)2l. Так же как и в случае аспарта та цинка, стерические требования для хелатирования боковой группы, в данном случае имидазольного ядра, приводят к асимметричной конформации формы конверта для пятичленного хелатного кольца. Структурные дан ные для хелатных колец приведены на рис. 4-14 и в табл. 4-9.
186 |
|
|
Глава 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4-9 |
|
|
Структурные данные для хелатных колец |
|
||||
|
|
|
в Ni(DL-his)2-H20 [26] |
|
|
|
|
|
ІДлина |
|
Длина |
|
Длина |
|
|
связи, |
|
связи, |
|
связи, |
|
|
о |
|
о |
|
о |
|
|
А |
|
А |
|
А |
N i — N (1 ) |
2 , 1 0 |
N i — N(2) |
2 , 0 9 |
N i — 0 ( 1 ) |
2 , 1 1 |
|
C ( l ) — С(2) |
1 , 5 3 |
С ( 1 ) - С ( 3 ) |
1 , 5 4 |
С (3) — С (4) |
1 , 4 7 |
|
С ( 4 ) — |
N (2)j |
1 , 3 9 |
С ( 4 ) — С (6 ) |
1 ,3 8 |
С ( 5 ) — N(2) |
1 , 3 3 |
С ( 5 ) — |
N (3)j |
1 , 3 4 |
С ( 6 ) — N(3) |
1 , 3 6 |
С ( 2 ) — 0 ( 1 ) |
1 ,2 8 |
С ( 2 ) — 0 (2 ) |
1 , 2 5 |
С ( 1 ) — N (1 ) |
1 ,4 8 |
|
|
|
|
|
« |
|
« |
|
а |
|
|
3 |
|
2 |
|
|
|
|
ЕВ |
|
S |
|
Я |
|
|
н |
|
Е~ |
|
н |
|
|
* . . |
|
Я . . |
|
Я . |
|
|
Ы ч st |
|
S o r a |
|
й ч * |
|
|
5 о я |
|
|
§ ° СО |
|
|
|
и >.£■ |
|
|
|
CQ>.£• |
N ( 1 ) — |
N i — N(2) |
8 7 , 6 |
N ( 1 ) — N i — 0 ( 1 ) |
7 9 , 7 |
N ( 2 ) - N 1— 0 ( 1 ) |
8 7 ,8 |
N i — N ( l ) — C ( l ) |
1 0 3 . 6 |
N i — N ( 2 ) — С (5) |
1 2 6 . 9 |
N i — 0 ( 1 ) — С(2) |
1 1 0 , 9 |
|
0 ( 1 ) — С (2 ) — 0 ( 2 ) 1 2 3 . 6 0 ( 1 ) — С (2 ) — С ( 1) 1 1 7 , 2 0 ( 2 ) — С (2 ) — С ( 1) |
1 1 9 . 2 |
|||||
N ( I) — С ( I)— С (2 ) |
1 1 2 , 3 |
С ( 2 ) — С ( 1 ) — С (3) |
1 0 9 .9 |
N ( 1 ) — С ( 1)— С(3) |
1 1 0 . 3 |
|
С ( 1 ) — С ( 3 ) — С (4 ) |
1 1 3 , 5 |
С ( 3 ) — С (4 )— N (2) |
1 2 3 ,6 |
|
|
й436-Саркозинатотетрамминкобальт( III) нитрат [38]
Опубликовано предварительное сообщение об абсо лютной конфигурации £/43(Гсаркозинатотетрамминкобальт(ІІІ)нитрата. Координированный асимметрический
Рис. 4-15. гі436-Саркозинатотетрамминкобальт(ІІІ)нитрат [38].
Рентгеноструктурный анализ |
187 |
атом азота имеет s-конфигурацию, а слегка складчатое аминокислотное хелатное кольцо обладает А,-конформа- цией (рис. 4-15). Характер складчатости кольца таков, что атом С(1) находится с противоположной, а атом С(2) по ту же сторону плоскости 0(1)—Со—N(5), что и метильная группа.
Шестичленные аминокислотные хелатные кольца
Изучено довольно ограниченное число комплексов, со держащих шестичленные аминокислотные хелатные цик лы. Комплекс с аспарагиновой кислотой, обсуждавшийся
Рис. 4-16. Структуры комплексов с шестичленными аминокислот ными хелатными кольцами:
а— дигидрат ош>ф-аланинато)кобальта(ІІ) [или никеля(ІІ)]; б — дигидрат бис-(ОЬ-р-аминобутирато)меди(ІI). Молекулы Н20 обозначены 0(3) [27].
выше, имеет как шести-, так и пятичленное кольцо. Структура его шестичленного кольца мало отличается от структур этих колец в бмс-(Р-алаңиңато)комилексах
188 |
|
|
Глава 4 |
|
кобальта(ІІ) |
[361, никеля(ІІ) [351 и меди(ІІ) [78, 27], |
|||
а также |
в |
дигидрате биб’-(оь-р-аминобутирато)меди(ІІ) |
||
116]. |
В |
последнем комплексе атом меди(ІІ) находится |
||
в центре симметрии и связан с одним d - |
и одним ь-хелат- |
|||
ным |
лигандом. |
приведены в |
||
Детали |
строения этих комплексов |
табл. 4-10 и на рис. 4-16. Валентные углы колец несколь ко больше, чем в а-аминокислотных хелатах за исключе
нием угла М—0(1)—С(3), |
который значительно больше |
||||
|
|
|
|
Таблица 4-10 |
|
Структурные данные для шестичленных аминокислотных |
|||||
|
хелатных колец [27] |
|
|
||
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
Длина связи, А |
|
|
|
Co(ß-ala)2 |
Ni(ß-ala)2 Cu(ß-ala)2 Cu(ß-NH2but)2 |
Zn(asp)a |
||
М—N |
2,14 |
2,10 |
2,01 |
1,99 |
2,06 |
М—0(1) |
2,13 |
2,14 |
2,04 |
2,00 |
2,15 |
N—С(1) |
1,50 |
1,50 |
1,51 |
1,44 |
1,49 |
С(1)—С(2) |
1,58 |
1,57 |
1,58 |
1,49 |
1,54 |
С(2)—С(3) |
1,56 |
1.55 |
1,54 |
1,49 |
1,50 |
С(3)—0(1) |
1,28 |
1,22 |
1,22 |
1,30 |
1,29 |
С(3)—0(2) |
1,25 |
1,28 |
1,28 |
1,23 |
1,26 |
N•••0(1) |
3,02 |
3,03 |
2,90 |
2,87 |
2,99 |
|
|
|
Валентный угол, град. |
|
|
|
Со(ß-aia)2 |
Ni(ß-a/a)2 Cu(ß-ala)2 |
Cu(ß-NH2but)2 |
Zn(asp)a |
|
N—М—0(1) |
90 |
91 |
91 |
92 |
90 |
М—N—С(1) |
115 |
115 |
115 |
117 |
104 |
М—0(1)—С(3) |
125 |
123 |
140 |
126 |
126 |
N—С( 1)—С(2) |
111 |
ПО |
115 |
114 |
114 |
С(1)—С(2)—С(3) |
112 |
113 |
117 |
113 |
118 |
С(2)—С(3)—0(1) |
119 |
126 |
114 |
121 |
122 |
С(2)—С(3)—0(2) |
116 |
114 |
116 |
123 |
115 |
0(1)—С(3)—0(2) |
124 |
123 |
129 |
117 |
123 |
Атомы пронумерованы так же, как для ß-аланина.
Рентгеноструктурный анализ |
189 |
во всех соединениях с ß-аминокислотами. Угол N—М—0(1) не меняется в зависимости от природы атома металла, оставаясь равным 91 ± 1°, в отличие от комплексов с а-аминокислотами, в которых при увели чении длины металл—лиганд этот угол уменьшается, уменьшая тем самым напряжение (рис. 4-8).
Шестичленные кольца обладают сильно искаженной конформацией ванны с концами на С(1) и 0(1). Двугран ные углы вдоль периметра цикла приведены в табл. 4-11.
Таблица 4-11
Двугранные углы (в градусах3), образованные связями
вшестичленных аминокислотных хелатных кольцах [27]
|
|
Величина угла, град. |
|
|
А—В-С—D |
Ni(ß-ala)2 Cu(ß-ala)2 Cu(ß-NH2but)2 |
Zn(asp)-3H20 |
||
|
||||
0(1)—М—N—С(1) |
10 |
22 |
6 |
47 |
М—N—С(1)—С(2) |
—56 |
—55 |
—50 |
—80 |
N—С(1)—С(2)—С(3) |
74 |
62 |
67 |
60 |
С(1)—С(2)—С(3)—0(1) |
—27 |
- 3 9 |
—28 |
—6 |
С(2)—С(3)—0(1)—М |
—29 |
—6 |
—23 |
—14 |
С(3)—0(1)—М—N |
35 |
9 |
32 |
—7 |
3 Двугранный угол считается положительным, если при рассмотрении вдоль ВС вращение направлено по часовой стрелке.
Атом металла находится не в плоскости карбоксильной группы, а довольно заметно отклонен от нее (на расстоя ние от 0,27 до 0,72 Â).
Циклические системы полидентатных хелатов
В последнее время довольно сильно возрос интерес к конфигурациям и конформациям полидентатных хела тов, вероятно, в результате того, что для комплексов, содержащих полидентатные лиганды, может существо вать большое разнообразие изомерных форм. Как пример можно привести комплекс [Co(trien)X2] [17]. Поскольку
190 |
Глава 4 |
некоторые из таких систем довольно сложны, рентгено структурные исследования должны играть весьма важную роль в определении их конфигураций. К сожалению, о многих из последних работ имеются только предвари-
Рис. 4-17. Электронная плотность в NH4[CoEDTA]-2H20 |
в проек |
ции на (100). Контуры приведены с интервалами в 2e/Â2, |
начиная |
с контура 4e/Â2, за исключением контуров вокруг Со, где |
интервал |
5е/А2, начиная с контура 5e/Â2. Изображен скелет одного комплексно го аниона [79].
тельные сообщения, и поэтому детали строения конфор маций, необходимые для этого обзора, пока не доступны.
Весьма интересны родственные структуры [Co(EDTA)]" и ]Co(penten)]3+. Как известно, оба лиганда могут коор динироваться как гексадентатные. Проекция электрон ной плотности в NH4[Co(EDTA)]-2H20 на плоскость (100) представлена на рис. 4-17 179]. На этой проекции ясно видны характерные особенности структуры. Полностью структура показана на рис, 4-18, Оба замкнутых в ашп
Рентгеноструктурный анализ |
191 |
калыюе положение хелатных кольца N(2)—0(6) и N(1)—0(8) почти плоские в отличие от двух экваториаль ных глицинатных колец N(1)—0(5) и N(2)—0(7), которые имеют конформации формы конверта и распо ложены по разные стороны плоскости N—Со—N, причем
Рис. 4-18. Структура [CoEDTA]- [79].
атомы 0(5) и 0(7) отклонены от плоскости N—Со—N. Заметное напряжение в экваториальных глицинатных
кольцах значительно |
ослабляется при |
увеличении |
|
Z-0(5)—Со—С(7) до 104°. Валентные углы, найденные |
|||
для |
глицинатных колец |
(табл. 4-12), мало |
отличаются |
от |
нормальных углов в |
а-аминокислотных |
комплексах |
(табл. 4-5).
Строение координированного амина N,N,N',N'-/nem- ршшс-(2'-аминоэтил)-1,2-диаминоэтана (penten), эквива лентного EDTA, было изучено в комплексе d-[Co(penten)][Co(CN)el-2H30 [45]. Пространственное изо бражение комплексного катиона представлено на рис. 4-19. В отличие от комплекса с EDTA ни одно из хелатных колец не имеет строения, близкого к плоскому. Каждое этилендиаминовое хелатное кольцо имеет несимметрич ное складчатое строение, и из его структуры следует,
192 Глава 4
Таблица 4-12
Структурные данные3 для хелатных колец в NH4[CoEDTA]-2Н..0 [79]
|
Длина |
Длина |
|
Длина |
|
|
связи, |
связи, |
|
связи, |
|
|
о |
|
о |
|
о |
|
А |
|
А |
|
А |
Со—N |
1,93 |
С—N |
1,49 |
С—О |
1,30 |
С—С |
1,53 |
Со—О |
1,90 |
с=о |
1,22 |
|
Апикаль- |
Эквато- |
|
В этилен- |
|
|
ный |
|
риальный |
|
диамине |
|
валентный |
валентный. |
|
валентный |
|
|
угол, град. |
угол, град |
|
угол, град. |
|
Со—N—С |
108,1 |
Со—N—С |
105,9 Со—N —С |
107,5 |
|
N—С—С |
111,1 |
N—С—С |
106,4 N—С—С |
108,1 |
|
С—С—О |
116,9 С—С - 0 |
115,1 N—Со—N |
89,7 |
||
Со—О—С |
113,1 |
Со—О—С |
112,9 |
|
|
N—Со—О |
88,5 |
N—Со—О |
83,2 |
|
|
3 Усредненные значения.
что экваториальные концевые кольца, обладающие асим метричной конформацией формы конверта, расположены по разные стороны плоскости N-—Со—N. Правовращаю-
Рис. 4-19. Структура [Co(penten)]3+ [45].