Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Хокинс, К. Абсолютная конфигурация комплексов металлов

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
12.68 Mб
Скачать

Рентгеноструктурный 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

 

 

 

 

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)МNС(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].

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ