zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Báo xấu

32
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấu trúc và năng lượng phân ly liên kết Au-E trong các phức tetrylene (carbene, silylene, germylene) [AuCl-NHEpr] (Au-NHE) (E = C, Si, Ge) sử dụng phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ tính toán tại mức BP86/def2-SVP và BP86/def2- TZVPP.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ LIÊN KẾT CỦA PHỨC MONO-GOLD-CHLORIDE VỚI PHỐI TỬ CARBENE, SILYLENE, VÀ GERMYLENE Huỳnh Thị Phƣơng Loan1, Hoàng Văn Đức2, Nguyễn Thị Ái Nhung1,* 1 Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế 2 Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế *Email: ntanhung@hueuni.edu.vn Ngày nhận bài: 20/01/2020; ngày hoàn thành phản biện: 21/02/2020; ngày duyệt đăng: 02/4/2020 TÓM TẮT Cấu trúc v| năng lượng phân ly liên kết Au-E trong các phức tetrylene (carbene, silylene, germylene) [AuCl-NHEpr] (Au-NHE) (E = C, Si, Ge) sử dụng phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ tính toán tại mức BP86/def2-SVP và BP86/def2- TZVPP. Cấu trúc của phức carbene Au-NHC hiển thị phối tử carbene NHC tạo với phân tử AuCl một góc liên kết α = 180,0°. Tuy nhiên, góc liên kết α trở nên cong hơn giữa nhóm phối tử và nhóm hợp chất AuCl khi E thay đổi từ C đến Si và Ge. Năng lượng phân ly liên kết Au-E của phức tetrylene-AuCl giảm dần: Au-NHC > Au-NHSi > Au-NHGe. Phân tích bản chất liên kết Au-E có sự đóng góp đ{ng kể của liên kết π từ phối tử đến hợp chất AuCl, ClAu←NHEpr. Từ kết quả NBO cho thấy phối tử NHE là chất cho liên kết σ mạnh ClAu←NHEpr, cho liên kết π yếu ClAu←NHEpr, và có liên kết π yếu từ hợp chất sang phối tử ClAu→NHEpr. Từ khóa: carbene, DFT, germylene, năng lượng phân ly liên kết, orbital liên kết tự nhiên (NBO), silylene. 1. MỞ ĐẦU Hợp chất cacbon(II) (CR2) có tên gọi là carbene với nguyên tử cacbon trung tâm giữ một cặp electron tự do, hai electron còn lại đã tham gia tạo thành liên kết với phối tử R (C – R) [1], với đại diện tiêu biểu là hợp chất N-heterocyclic carbene (NHC). NHC là phối tử linh hoạt trong các phức của kim loại chuyển tiếp và trên nguyên tử cacbon chỉ còn một cặp electron để tạo thành liên kết trong hợp chất [1, 2]. Những nghiên cứu lý thuyết gần đ}y chỉ ra rằng hợp chất NHC được nghiên cứu với việc mở rộng cho các nguyên tố đứng sau C trong nhóm 14, đóng v|i trò l| một nguyên tử trung tâm, có dạng NHE (E = C, Si, Ge, Sn, Pb) [2–4]. Thời gian gần đ}y, các nhà khoa học đã nghiên cứu phức Au(I) với phối tử NHC với nhiều tính chất rất thú vị, như có hiệu ứng không 43
Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene gian nhỏ, cấu trúc năng lượng thấp và kết hợp c{c đơn vị phức với nhau tạo mạng lươi tinh thể (crystal) [5], [6]. Đồng thời, NHC đóng vai trò l| phối tử cho electron và góp phần ổn định về mặt không gian khi kết hợp với nguyên tử Au(I) [6]. Năm 2003, S. K. Schneider và cộng sự đã có nghiên cứu đầu tiên về ứng dụng trong xúc tác của phức Au với phối tử carbene NHC [7]. Các nghiên cứu cho thấy phức NHC-Au(I) đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp hữu cơ và là chất tiền xúc tác; hoặc là chất trung gian trong tổng hợp hữu cơ [7], [8]. Kể từ đ}y, c{c nghiên cứu về ứng dụng của xúc tác Au ngày càng mở rộng hơn. Cụ thể, Haibo Zhu và cộng sự đã nghiên cứu các phức Au- NHC là chất xúc tác hiệu quả cho quá trình arylsulfonyl hóa axit boronic bằng kali metabisulfite (K2S2O5) và muối diaryliodonium [8]. Hơn nữa, các nhà khoa học đã chứng minh rằng xúc tác của phức NHC kết hợp với Au(I) có thể hoạt hóa ankin, allen và anken tốt như hợp chất cacbonyl và aryl halogenua [9]. Ngoài ứng dụng trong lĩnh vực xúc tác, phức carbene NHC-Au(I) còn được ứng dụng trong y tế, số lượng các nghiên cứu tập trung vào các ứng dụng y học đối với phức của Au chứa NHC ng|y c|ng tăng, với vai trò là tác nhân kháng khuẩn và chống ung thư [10], [11]. Như phức NHC-Au(I) có thể là thuốc thay thế cho Auranofin (triethylphosphino gold (I) tetraacetyl-D-thioglucoside), một loại thuốc được sử dụng trong điều trị bệnh thấp khớp và hiện được đ{nh gi{ cao trong tiềm năng hóa trị liệu ung thư [10]. Maria J. Matos và cộng sự đã kh{m ph{ sự kết hợp hóa học cysteine của NHC-AuCl với albumin v| trastuzumab (Thiomab LCV205C) tăng cường tỷ lệ phối tử- thuốc, dược động học, cũng như hiệu quả và tính an toàn của thuốc [12]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đưa ra cấu trúc, năng lượng phân ly liên kết giữa phức AuCl với phối tử tetrylene NHEpr (Au-NHE) với E = C, Si, Ge ở mức lý thuyết BP86 (Sơ đồ 1). Cấu trúc của các phức v| năng lượng phân ly liên kết được tính toán với lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). Chúng tôi cũng nghiên cứu trạng thái liên kết của phức bằng cách tính toán năng lượng ở mức thấp của c{c orbital σ v| π của phức và phối tử tự do bằng phân tích orbital liên kết tự nhiên (NBO). Sơ đồ 1. Các hợp chất nghiên cứu: Phức [AuCl-NHEpr] (Au-NHE) và phối tử {NHEpr} NHE (E = C, Si, Ge). 44
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong nghiên cứu này, các phân tử với đối xứng C1 được tối ưu hình học bằng chương trình Gaussian 09 [13] kết hợp với Turbomole 7.0.1 [14], với građient ở mức BP86 [15]/def2-SVP [16]. Hiệu ứng thế năng tương t{c lõi (ECPs) [17] được áp dụng cho việc tính to{n đối với các phức chứa Au. Sử dụng phép gần đúng RI để tối ưu cấu trúc bằng các tập cơ sở tương ứng. Tiêu chuẩn hội tụ cho năng lượng trường tự hợp (SCF) được đặt là 10-8 a.u và sử dụng mạng lưới biến đổi tích hợp “m4”. C{c cấu trúc đựợc tối ưu theo tiêu chuẩn của Gaussian. Tất cả các cấu trúc được x{c định tại điểm có năng lượng thấp nhất trên bề mặt thế năng (PES). Bản chất của điểm dừng trên PES được x{c định bằng cách tính tần số ở cực tiểu năng lượng với cùng mức tính toán BP86/def2-SVP. Năng lượng phân ly liên kết (BDE) ký hiệu De là một đại lượng đo độ mạnh yếu của một liên kết hoá học [18], [19]. Khi xét năng lượng phân ly liên kết, De (kcal.mol-1), trong phân tử AB thì liên kết trong phân tử A–B sẽ bị phá vỡ theo phản ứng: AB → A + B, phân tử n|y được hình thành từ 2 mảnh E0A và E0B, được x{c định bởi công thức: E = EAB  E0A  E0B = De (1.1) Việc đầu tiên khi tính toán BDE là tối ưu c{c phức chất và các phối tử tự do. Tiếp đến, tính năng lượng phân ly liên kết (BDE) bằng chương trình NBO 3.1 ở mức BP86/def2-TZVPP//BP86/def2-SVP. Cụ thể, mức lý thuyết tính năng lượng điểm đơn l| cùng h|m với tối ưu hóa hình học (BP86) nhưng sử dụng tập cơ sở lớn hơn def2-TZVPP [20] và hiệu ứng thế năng tương t{c lõi (ECPs) cho các nguyên tử nặng được tính bằng Gaussian 09, lấy từ tọa độ của tối ưu hóa hình học tại mức BP86/def2-SVP. Ở mức tính này, phép gần đúng RI không được sử dụng. Tiếp theo, tính liên kết Wiberg và phân tích mật độ điện tích tự nhiên trong các phối tử và phức chất (NPA) tại mức BP86/def2-TZVPP//BP86/def2- SVP, giãn đồ orbital phân tử v| ph}n tích năng lượng orbital bằng cách sử dụng phương ph{p orbital liên kết tự nhiên (NBO) [21] qua chương trình Gaussian 09. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả tính toán cấu trúc hình học tối ưu của phức Au-NHE và phối tử NHE với E = C – Ge ở mức BP86/def2-SVP, với các giá trị chính về độ dài liên kết và góc liên kết được trình bày ở Hình 1 và 2. Trước đ}y, Frenking v| cộng sự đã có c{c nghiên cứu lý thuyết về cấu trúc v| năng lượng phân ly liên kết của phức N-heterocyclic carbene, silylene và germylene kết hợp với MCl (M = Cu, Ag, Au) [22]. Đồng thời, chúng tôi cũng tìm thấy các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm có liên quan đến hệ phức carbene mà các nhóm thế ở nitơ l| R = hydro, benzyl, benzoyl gần với các giá trị tính toán của chúng tôi [23]. Độ dài liên kết Au-C của hệ phức Au-NHC là ngắn nhất (1,997 45
Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene Å) v| tăng dần đến hệ phức Au-NHGe (từ 1.997 đến 2.344 Å). Điều này có thể dễ dàng giải thích l| do b{n kính ng|y c|ng tăng của các nguyên tử nhóm 14. Hình 1 cũng cho thấy phối tử NHC tạo với AuCl một góc liên kết α = 180.0°. Tuy nhiên, góc liên kết α trở nên nhọn hơn khi nguyên tử khối của E càng lớn, góc liên kết α của Au-NHSi = 176.8° và Au-NHGe = 175.7°. Hình 2 hiển thị cấu trúc đã tối ưu của phối tử tự do NHE, với liên kết E-N trong phối tử khi tạo liên kết với AuCl trong phức Au-NHE (E = Si, Ge) (Hình 1) d|i hơn so với liên kết E-N trong phối tử tự do (Hình 2) nhưng trong phức carbene liên kết E-N trong phối tử lại ngắn hơn trong phức Au-NHC. Hình 1 cũng đưa ra kết quả tính to{n năng lượng phân ly liên kết của liên kết Au-NHE, giảm đ{ng kể từ phức Au-NHC (De = 78.7 kcal.mol-1) đến phức Au-NHSi (De = 67.9 kcal.mol-1) và tiếp tục giảm đến phức Au-NHGe (52.8 kcal.mol-1). Từ kết quả tính toán cho thấy liên kết Au-NHCpr trong Au-NHC là liên kết mạnh nhất trong khi các hệ nặng hơn Au-NHE (E = Si, Ge) có liên kết yếu hơn v| không có sự khác biệt nhiều so với kết quả tính toán DFT-De trong các nghiên cứu trước đ}y [2], [22]. Hình 1. Cấu trúc tối ưu của phức Au-NHE tại mức BP86/def2-SVP. Độ dài liên kết đơn vị là Å, góc đơn vị là [°]. Tính BDE, De (kcal.mol-1) của phức Au-NHE với E = C – Ge, tại mức BP86/def2- TZVPP//BP86/def2-SVP. 46
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) Hình 2. Cấu trúc tối ưu của phối tửNHE với E = C – Ge và hợp chất AuCl tại mức BP86/def2- SVP. Độ dài liên kết đơn vị là Å. Chúng tôi nhận thấy, xu hướng năng lượng phân ly liên kết của hệ phức Au- NHE trong nghiên cứu n|y cao hơn đ{ng kể so với giá trị tính toán của các hệ phức borane-NHEMe (De = 59.8 – 13.8 kcal.mol-1) [24], phức Fischer cổ điển (CO)5W-CH(OH) (De = 75.0 kcal.mol-1) [25] cũng như hệ phức (CO)5W-carbene (De = 54.4 kcal.mol-1) và c{c đồng đẳng của nó {(CO)5W-NHE với E = Si – Pb} (De = 44.3 – 25.5 kcal.mol-1) [2]. Điều này khá phù hợp bởi vì sự tương tác giữa AuCl và NHE trong phức [NHEpr- AuCl] có một phần đóng góp nhỏ của liên kết π-cho theo chiều từ phối tử đến kim loại của hợp chất NHEpr→AuCl. Do đó, các hệ phức Au(I) với các phối tử carbene, silylene, và germylene có liên kết mạnh và dự đo{n có xảy ra sự cho ngược điện tử π theo chiều phối tử→AuCl. Bảng 1 đưa ra kết quả tính NBO gồm liên kết Wiberg (WBI) và phân tích mật độ điện tích riêng phần (NPA). Điện tích của mảnh AuCl luôn mang điện tích âm và nằm giữa -0.30 e và -0.42 e. Điện tích của mảnh AuCl nhỏ hơn so với các hợp chất kim loại chuyển tiếp kh{c như W(CO)5 và Mo(CO)4 chứa phối tử NHE đã được tính toán trong thời gian gần đ}y có gi{ trị trong khoảng -0.47 e và -0.77 e từ các hệ nhẹ hơn đến các hệ nặng hơn [2]. Giá trị WBI của liên kết Au-E trong phức Au-NHC là 0.30; và không thay đổi nhiều so với các hệ phức Au-NHSi (0.28), Au-NHGe (0.29). Bậc liên kết của liên kết E-N trong phức Au-NHC − Au-NHGe lớn hơn khi so s{nh với các phối tử tự do NHC − NHPb [24]. Phân tích mật độ điện tích tự nhiên cho thấy điện tích nguyên tử cacbon trong phức Au-NHC gần như trung tính. Trong khi đó, điện tích của các nguyên tử Si và Ge lại mang điện tích dương lớn hơn l| 1.24 e và 1.14 e. Bảng 1. Kết quả NBO với liên kết Wiberg (WBI) và phân tích mật độ điện tích riêng phần (q[e]) tại mức BP86/def2-TZVPP//BP86/def2-SVP của phức Au-NHE và phối tử NHE (E = C, Si, Ge). Phân tử Liên kết WBI q[AuCl] Nguyên tử NPA Au-C1 0.30 -0.30 Au 0.23 47
Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene Au-NHC C1-N1 0.34 C1 0.20 C1-N2 0.34 N1; N2 -0.32 Au-Cl 0.28 Cl -0.50 NHC C1-N1 0.17 C1 0.10 C1-N2 0.17 N1; N2 -0.35 Au-NHSi Au-Si 0.28 -0.42 Au 0.10 Si-N1 0.43 Si 1.24 Si-N2 0.43 N1; N2 -0.73 Au-Cl 0.30 Cl -0.52 NHSi Si-N1 0.36 Si 0.94 Si-N2 0.36 N1; N2 -0.73 Au-NHGe Au-Ge 0.29 -0.37 Au 0.14 Ge-N1 0.41 Ge 1.14 Ge-N2 0.41 N1; N2 -0.69 Au-Cl 0.29 Cl -0.50 NHGe Ge-N1 0.34 Ge 0.93 Ge-N2 0.34 N1; N2 -0.70 Hình 3. Orbital phân tử v| năng lượng orbital của các orbital phân tử với liên kết  và liên kết π từ hệ Au-NHC đến hệ Au-NHGe tại mức BP86/def2-TZVPP. 48
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) Chúng tôi xét phức Au-NHE với cấu dạng cùng một mặt phẳng với năng lượng tối ưu hình học ở trạng thái bền, vì thế theo quan sát ở Hình 3 dễ dàng thấy hình dạng của các phức Au-NHE là orbital kiểu σ v| π. Hình 3 cho thấy hai orbital xen phủ của phức là sự kết hợp của liên kết σ-cho v| π-cho AuCl←NHEpr. Mức năng lượng của orbital π-cho của các phức Au-NHE (E = Si, Ge) cao hơn orbital σ-cho, nhưng đối với phức Au-NHC thì HOMO-7 của liên kết-σ cho lại có năng lượng cao hơn so với HOMO-13 của liên kết π-cho. Từ đ}y ta thấy rằng sự hình thành liên kết Au-E trong phức AuClNHEpr, có sự đóng góp từ liên kết σ-cho v| π-cho rất lớn. Có thể giải thích liên kết π-cho trong phức là do có sự cho mạnh liên kết π N→E trong vòng NHE. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn không chắc trong phối tử NHE có orbital π hay không. Do đó, chúng tôi xét tới các mức năng lượng của orbital σ v| π trong phối tử NHE tự do (Hình 4). Kiểu đối xứng π của phối tử NHE đều ở mức HOMO, ngoại trừ phối tử NHC, đối với kiểu đối xứng σ cũng l| mức HOMO trong khi các phối tử NHE (E = Si, Ge) là mức HOMO-2. Dễ dàng thấy rằng, trong NHE, mức năng lượng của orbital  tăng, trong khi đó orbital  có năng lượng trở nên thấp hơn khi E nặng hơn. Chiều hướng của mức năng lượng cao nhất của orbital  đối với phối tử NHE hợp lý ho{ tính tương thích của các phối tử nặng với kiểu phối trí tạo góc cong α < 180.0° với kim loại. Hình 4. Giản đồ mô hình năng lượng các orbital phân tử bị chiếm cao nhất HOMO và HOMO-2 của orbital σ v| π của phối tử NHEpr 49
Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene Thực tế là sự lai hóa của orbital hóa trị s/p là tại nguyên tử E. Các nguyên tử dễ dàng tham gia lai hóa s/p vì bán kính của các orbital 2s v| 2p l| tương tự nhau. Ngược lại, bán kính của orbital np với n > 2 có bán kính lớn đ{ng kể hơn orbital ns khiến cho việc lai hóa ít thuận lợi hơn. Sự phân cực của Au-E của liên kết  được đưa ra bởi phân tích NBO trong Au-NHE và sự lai hóa của liên kết Au-E tại nguyên tử E được đưa ra tại Bảng 2. Sự phân cực của liên kết Au-E là phân cực về phía nguyên tử E, có đặc tính %p > 60 %. Liên kết Au-E trong phức tetrylene Au-NHE bị định xứ mạnh về phía nguyên tử cacbon (72.4 %), nguyên tử silic (64.1 %), và nguyên tử gecmani (67.4 %). Liên kết Au-E trong Au-NHE tại nguyên tử E có đặc tính %p giảm từ 63.1 % trong Au- NHC đến 57.4 % trong Au-NHSi và 58.8 % của Au-NHGe. Điều này là hợp lý bởi vì sự cho liên kết  v| π Au←NHEpr xuất phát từ các orbital  v| π của phối tử NHE. Bên cạnh đó, liên kết Au-E trong phức Au-NHE tại nguyên tử Au có %s tăng từ 77 % trong phức carbene đến 82.6% trong phức germylene. Tuy nhiên, sự lai hóa của %d tại nguyên tử Au cũng đóng góp đ{ng kể trong phức Au-NHC (19.5 %) nhưng giảm tới phức 10.2 % trong Au-NHGe. Từ đ}y, chúng tôi đề xuất có sự đóng góp đ{ng kể liên kết π từ nguyên tử Au đến nguyên tử E trong phối tử NHE của phức Au-NHE. Điều này có thể khẳng định sự lai hóa giữa nguyên tử E và Au có tính chất p lớn trong khi sự lai hóa tại nguyên tử Au có tính chất d lớn hơn, từ đ}y ta thấy liên kết Au-E rõ ràng không chỉ có sự đóng góp liên kết -cho mạnh mẽ mà còn có sự đóng góp lớn của liên kết π-cho Au←NHEpr, ngoài ra còn có sự cho liên kết π từ kim loại đên phối tử Au→NHEpr trong phức Au-NHE. Bảng 2. Sự phân cực liên kết  Au-E và lai hóa tại nguyên tử Au (%s; %p; %d) và E (%s; %p) từ kết quả phân tích NBO của phức Au-NHE (E = C, Si, Ge). Kết quả tính toán tại mức lý thuyết BP86/def2-TZVPP//BP86/def2-SVP. Sự phân cực Lai hóa Phức (Polarization) (Hybridization) Au-E % (Au) % (E) %s (E) %p (E ) %s (Au) %p(Au) %d(Au) Au-NHC 27.6 72.4 36.9 63.1 77.0 3.4 19.5 Au-NHSi 35.9 64.1 42.4 57.4 83.8 6.0 10.1 Au-NHGe 32.6 67.4 40.9 58.8 82.6 7.2 10.2 4. KẾT LUẬN Cấu trúc của phức Au-NHC cho thấy phối tử NHC tạo với phân tử AuCl một góc liên kết α = 180.0°. Tuy nhiên, góc liên kết α trở nên nhọn hơn khi nguyên tử khối của E càng lớn, góc liên kết α của Au-NHSi = 176.8° và Au-NHGe = 175.7°. Năng lượng phân ly liên kết Au-E của phức tetrylene-AuCl giảm dần từ phức của carbene đến phức của germylene. Phân tích bản chất liên kết Au-E có sự đóng góp đ{ng kể của 50
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) liên kết π-cho ClAu←NHEpr .Điều này có thể do mức năng lượng của kiểu orbital π- cho Au-NHE (E = Si, Ge) nằm cao hơn kiểu orbital σ-cho, ngoại trừ đối với phức Au- NHC liên kết σ-cho lại có năng lượng cao hơn liên kết π-cho. Từ kết quả NBO, chúng ta có thể kết luận được phối tử NHEMe là chất cho liên kết σ mạnh, cho liên kết π yếu, và cho liên kết π ngược lại yếu. Điều này có thể giải thích là vì trên nguyên tử E trung tâm chỉ còn một cặp electron tự do. LỜI CẢM ƠN Các số liệu và kết quả trong b|i b{o n|y được chạy trên cluster Annemarie điều hành bởi Reuti tại Philipps-Đại học Marburg-Đức dưới sự cho phép của Gi{o sư Gernot Frenking. Nghiên cứu n|y được tài trợ bởi Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia Việt Nam (NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.06-2017.303. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] R. Tonner and G. Frenking (2008). Divalent Carbon(0) Chemistry, Part 1: Parent Compounds, Chem. Eur. J., Vol.14, pp.3260–3272. [2] T. A. N. Nguyen and G. Frenking (2012). Transition-Metal Complexes of Tetrylones [(CO)5W-E(PPh3)2] and Tetrylenes [(CO)5W-NHE] (E=C–Pb): A Theoretical Study, Chem. Eur. J., Vol.18, pp.12733–12748. [3] T. A. N. Nguyen, D. S. Tran, T. P. L. Huynh, T. H. Le, T. Q. Duong, T. T. Nguyen, T. C. Vo, V. T. Pham, and T. H. Dang (2017). Can Tetrylone Act in a Similar Fashion to Tetrylene in Ni(CO)2 Complexes? A Theoretical Study based on a Comparison using DFT Calculations, Z. anor. all.Chem., Vol.643, pp.826–838. [4] T. A. N. Nguyen, T. P. L. Huynh, T. H. Le, V. T. Pham, and T. H. Dang (2016). A Comparison of Donor-acceptor Interactions in Borane Complexes of Divalent Tetrylenes(II) and Divalent Tetrylones(0) using Energy Decomposition Analysis Method with Natural Orbital for Chemical Valence Theory, Smart Science, Vol.4, pp.28–37. [5] C. Zhang and F. Li (2012). Toward Design of Ag(I) and Au(I) Complexes with Planar Tetracoordinate Carbon Using Novel Ligands, J. Phys. Chem. A, Vol.116, pp.9123–9130. [6] N. Marion and S. P. Nolan (2008). N-Heterocyclic carbenes in gold catalysis, Chem. Soc. Rev., Vol.37, pp.1776–1782. [7] S. K. Schneider, W. A. Herrmann, and E. Herdtweck (2003). Synthesis of the First Gold(I) Carbene Complex with a Gold-Oxygen Bond — First Catalytic Application of Gold(I) Complexes Bearing N-Heterocyclic Carbenes, Z. anor. all. Chem., Vol.629, pp.2363–2370. [8] H. Zhu, Y. Shen, D. Wen, Z.-G. Le, and T. Tu (2019). Selective Synthesis of ortho- Substituted Diarylsulfones by Using NHC-Au Catalysts under Mild Conditions, Org. Lett., Vol.21, pp.974–979. 51
Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene [9] S. Muñoz-López, A. Couce-Rios, G. Sciortino, A. Lledós, and G. Ujaque (2018). Mechanistic Insights on the Hydration of Terminal and Internal Allenes Catalyzed by [(NHC)Au]+, Organometallics, Vol.37, pp.3543–3551. [10] O. Dada, G. Sánchez-Sanz, M. Tacke, and X. Zhu (2018). Synthesis and anticancer activity of novel NHC-gold(I)-sugar complexes, Tetrahedron Letters, vol.59, pp.2904–2908. [11] R. A. Haque, M. Z. Ghdhayeb, S. Budagumpi, M. B. K. Ahamed, and A. M. S. A. Majid (2016). Synthesis, crystal structures, and in vitro anticancer properties of new N- heterocyclic carbene (NHC) silver(I)- and gold(I)/(III)-complexes: a rare example of silver(I)–NHC complex involved in redox transmetallation, RSC Adv., Vol.6, pp.60407– 60421. [12] M. J. Matos, C. Labão‐Almeida, C. Sayers, O. Dada, M. Tacke, and G. J. L. Bernardes (2018). Synthesis and Biological Evaluation of Homogeneous Thiol-Linked NHC*-Au-Albumin and -Trastuzumab Bioconjugates,” Chem. Eur. J., Vol.24, pp.12250–12253. [13] M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, et al. Gaussian 09. Gaussian Inc, Wallingford CT, 2009. [14] R. Ahlrichs, M. Bär, M. Häser, H. Horn, and C. Kölmel (1989). Electronic structure calculations on workstation computers: The program system turbomole, Chem. Phys. Lett., Vol.162, pp.165–169. [15] A. D. Becke (1988). Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior, Phys. Rev. A, Vol.38, pp.3098–3100. [16] A. Schäfer, H. Horn, and R. Ahlrichs (1992). Fully optimized contracted Gaussian basis sets for atoms Li to Kr, J. Chem. Phys., Vol.97, pp.2571–2577. [17] B. Metz, H. Stoll, and M. Dolg (2000). Small-core multiconfiguration-Dirac–Hartree–Fock- adjusted pseudopotentials for post-d main group elements: Application to PbH and PbO, J. Chem. Phys., Vol.113, pp.2563–2569. [18] Darwent B. deB., Bond Dissociation Energies in Simple Molecules. NSRDS-NBS 31., Washington, DC: U.S., National Bureau of Standards, 1970. [19] S. Fliszár, Bond Dissociation Energies, in Atoms, Chemical Bonds and Bond Dissociation Energies, S. Fliszár, ed. Springer, Berlin, Heidelberg, 1994, pp.69–84. [20] F. Weigend and R. Ahlrichs (2005). Balanced basis sets of split valence, triple zeta valence and quadruple zeta valence quality for H to Rn: Design and assessment of accuracy, Phys. Chem. Chem. Phys., Vol.7, pp.3297–3305. [21] A. E. Reed, R. B. Weinstock, and F. Weinhold (1985). Natural population analysis, J. Chem. Phys., Vol.83, pp.735–746. [22] C. Boehme and G. Frenking (1998). N-Heterocyclic Carbene, Silylene, and Germylene Complexes of MCl (M = Cu, Ag, Au). A Theoretical Study1, Organometallics,Vol.17, pp.5801–5809. [23] B. Bovio, A. Burini, and B. R. Pietroni (1993). Reactions of trimeric 1-benzyl-2- gold(I)imidazole leading to AuI carbene complexes. Crystal structure of [1-benzyl-3- benzoyl-imidazolin-2-yliden]chlorogold(I), J. Organom. Chem., Vol.452, pp.287–291. 52
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) [24] T. A. N. Nguyen, T. P. L. Huynh, T. H. Tran, T. Q. Duong, T. H. Dang, and V. T. Pham (2015). Differences and Similarities of Structures, Bond Dissociation Energy, and Molecular Orbitals of Borane Complexes with Tetrylone and Tetrylene Ligands: Do Divalent Tetrylenes(II) Have Hidden Divalent Tetrylones (0) Chemistry Character?, Malaysian J. chem., Vol.17, pp.44–56. [25] S. F. Vyboishchikov and G. Frenking (1998). Structure and Bonding of Low-Valent (Fischer- Type) and High-Valent (Schrock-Type) Transition Metal Carbene Complexes, Chem. Eur. J., Vol.4, pp.1428–1438. A THEORETICAL ASSESSMENT OF STRUCTURE AND BONDING OF GOLD- CHLORIDE COMPLEXES WITH CARBENE, SILYLENE, AND GERMYLENE Huynh Thi Phuong Loan1, Hoang Van Duc2, Nguyen Thi Ai Nhung1* 1Faculty of Chemistry, University of Sciences, Hue University 2Faculty of Chemistry, University of Education, Hue University *Email: ntanhung@hueuni.edu.vn ABSTRACT The structure and bonding situation in platinum complexes containing slight tetrylene ligands [AuCl-NHEpr] (Au-NHE) (E = C ‒ Ge) were examined by charge method of density functional theory (DFT) at the levels of theory of BP86/def2-SVP and BP86/def2-TZVPP. The calculation of equilibrium structure of the slight ligands NHE in the complexes Au-NHE are bonded in distorted end-on way to AuCl fragment with the bending angle, , exhibiting the biggest value in carbenes systems then slightly decreasing from Au-NHC to Au-NHGe. Bond dissociation energies (BDEs), De (kcal.mol-1), decrease from the carbene complex to the weaker bonded silylene and germylene manners: Au-NHC > Au-NHSi > Au-NHGe. The hybridization of atoms E and Au has large p characters while the hybridization of atom Au has greater d character which leads to the Au-E bond possesses not only ClAu←NHEpr strong -donation but also a significant contribution π-donation ClAu←NHEpr and weak π-backdonation metal-ligand ClAu→NHEpr in complexes Au-NHE. Keywords: carbene, Bond dissociation energies (BDE), DFT, germylene, NBO, silylene. 53
Nghiên cứu cấu trúc và liên kết của phức mono-gold-chloride với phối tử carbene, silylene, và germylene Huỳnh Thị Phƣơng Loan tốt nghiệp cử nh}n chuyên ng|nh Sư phạm Hóa học tại trường Đại học Quy Nhơn, Bình Định; nhận bằng Thạc sĩ khoa học chuyên ngh|nh Hóa lý thuyết v| hóa lý tại trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; nghiên cứu sinh chuyên ng|nh Hóa lý thuyết v| Hóa lý tại khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Hiện nay, b| giảng dạy tại trường THPT Nguyễn Chí Thanh, huyện Hòa Th|nh, tỉnh Tây Ninh. Lĩnh vực nghiên cứu: Hóa lý thuyết v| Hóa tính to{n. Hoàng Văn Đức tốt nghiệp cử nh}n Hóa học tại trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế; nhận bằng thạc sĩ khoa học Hóa học chuyên ng|nh Hóa lý thuyết v| Hóa lý tại trường Đại học Sư Phạm, Đại học Huế; nhận bằng tiến sĩ ng|nh Hóa lý thuyết v| Hóa lý tại Viện Ho{ học, Viện H|n l}m Khoa học v| Công nghệ Việt Nam. Hiện nay, ông giảng dạy v| nghiên cứu tại trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế. Lĩnh vực nghiên cứu: Hóa học vật liệu v| vật liệu mới ứng dụng trong hấp phụ, xúc t{c. Nguyễn Thị Ái Nhung tốt nghiệp cử nh}n hóa học tại trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; nhận bằng thạc sĩ khoa học Hóa học chuyên ng|nh Hóa lý thuyết v| Hóa lý tại trường Đại học Sư Phạm, Đại học Huế; nhận bằng tiến sĩ ng|nh hóa lý thuyết tại trường Đại học tổng hợp Philipps, Marburg, Cộng Hòa Liên Bang Đức. Hiện nay, b| giảng dạy v| nghiên cứu tại trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Lĩnh vực nghiên cứu: Hóa lượng tử v| hóa lý thuyết. 54

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.