CC BY
11
УДК 546.87+547.29+548.312.5
DOI: 10.14529/chem220105
ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА И СТРОЕНИЯ ДИКАРБОКСИЛАТОВ ТРИФЕНИЛВИСМУТА
Л.В. Кощеева
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия
Взаимодействием трифенилвисмута с хлоруксусной и пентафторбензойной кислотами в присутствии трет-бутилгидропероксида или пероксида водорода в эфире получены бис(хлорацетат) трифенилвисмута (1) и бис(2,3,4,5,6-пентафторбензоат) трифенилвисмута (2). По данным рентгеноструктурного анализа, проведенном при 293 К на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (двухкоординатный CCD - детектор, Мо Ка-излучение, X = 0,71073 А, графитовый монохроматор) кристаллов 1 [C22H19O4Cl2Bi, M627,25; сингония триклинная, группа симметрии P-1; параметры ячейки: a = 8,891(5), b = 10,401(5), с = 12,452(5) А; а = 86,38(2) град., в = 73,97(2) град., у = 87,15(3) град.; V = 1104,0(9) А3; размер кристалла 0,41x0,28x0,1 мм; интервалы индексов отражений -15 < h < 15, -17 < k < 17, -21 < l < 21; всего отражений 76809; независимых отражений 11945; R,nt 0,0525; GOOF 1,041; R1 = 0,0330, wR2 = 0,0665; остаточная электронная плотность 1,30/-2,28 e/А3] и 2 [C32H15O4F10Bi, M 862,42; сингония триклинная, группа симметрии P-1; параметры ячейки: a = 12,168(8), b = 12,260(8), с = 12,720(8) А; а = 72,43(3) град., в = 63,39(3) град., у = 61,46(2) град.; V = 1481,0(16) А3; размер кристалла 0,37x0,2x0,1 мм; интервалы индексов отражений -16 < h < 16, -16 < k < 16, -16 < l < 16; всего отражений 51260; независимых отражений 7342; Rint 0,0416; GOOF 1,047; R1 = 0,0251, wR2 = 0,0524; остаточная электронная плотность 0,84/-0,91 e/А3], атомы висмута имеют искаженную тригонально-бипирамидальную координацию. Аксиальные углы OBiO равны 173,07(7)° и 172,24(8)°, суммы углов CBiC в экваториальной плоскости составляют 359,93° и 359,92°. Длины аксиальных связей Bi-O равны 2,303(2), 2,323(2) А и 2,272(3),2,315(3) А; интервалы изменения длин экваториальных связей Bi-C составляют 2,190(3)-2,214(3)А и 2,194(3)-2,206(3)А соответственно. В структурах 1 и 2 присутствуют внутримолекулярные контакты между атомами висмута и кислорода карбоксилатных ли-гандов. Расстояния Bi-"O=C составляют 2,904(3), 2,908(3) А(1) и 2,947(4), 3,167(4) А (2), что меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов висмута и кислорода (3,59 А). В кристалле 1 присутствуют межмолекулярные контакты Cb-Cl (3,43 А) и H—O (2,43, 2,57 А); а в кристалле 2 - только H-O (2,50 А). Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов для структуры депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1991198 (1), № 2042930 (2); deposit@ccdc.cam.ac.uk; http://www.ccdc. cam.ac.uk).
Ключевые слова: пероксид водорода, трет-бутилгидропероксид, трифенилвисмут, хлоруксусная, пентафторбензойная кислота, дикарбоксилат трифенилвисмута, синтез, строение, рентгеноструктурный анализ.
Введение
В последние годы активно изучается биологическая активность дикарбоксилатов триарил-висмута [1-6]. Число структурно охарактеризованных дикарбоксилатов трифенилвисмута, по данным Кембриджского банка структурных данных [7], превышает четыре десятка и постоянно растет из-за найденных возможностей их практического использования. В связи с этим вопросы синтеза дикарбоксилатов триарилвисмута имеют большое значение.
Известно, что дикарбоксилаты триарилвисмута успешно получают по реакции окислительного присоединения из триарилвисмута и карбоновой кислоты в диэтиловом эфире в присутствии гидропероксидов [8-15]. Синтез дикарбоксилатов триарилвисмута проводили, как правило, с использованием гидропероксида третичного бутила в диэтиловом эфире.
Аг3В1 + ¿ВиООН + 2 Н0С(0)Р-Аг3В1(0С(0)Р)2 + Н20 + ¿ВиОН
Однако в случае триарилвисмута, содержащего в своем составе потенциальные координирующие центры, например трис(2-метокси-5-бромфенил)висмута, целесообразнее было использовать в реакции в качестве окислителя пероксид водорода [16]. Целевые продукты выделяли из реакционной смеси с выходом не менее 70 %.
Серия дикарбоксилатов трифенилвисмута общей формулы Ph3Bi[OC(O)R(OH)] 2 получена по этой же схеме с целью определения их антилейшманиозной активности [17, 18]. Аналогично были синтезированы одиннадцать дикарбоксилатов трифенилвисмута на основе функционализиро-ванных производных бензойной или салициловой кислот, которые показали хорошую активность против лейшманиоза [19]. Также была синтезирована другая серия дикарбоксилатов тритолил-висмута Tol3Bi[OC(O)R]2 на основе функционализированных производных бензойной или салициловой кислот с орто-, мета- или пара-толильными лигандами [20], из которых пятнадцать производных были оценены на токсичность по отношению к промастиготам лейшмании и клеткам фибробластов человека, а с десятью проводилась последующая оценка против амастигот паразитов. Наилучшая активность и селективность наблюдалась у соединений висмута, содержащих о- и м-толиловые лиганды. Замена диэтилового эфира на изопропиловый спирт не изменяет схемы реакции. В этом случае из трифенилвисмута, карбоновой кислоты и пероксида водорода в растворе изопропанола были получены дикарбоксилаты трифенилвисмута Ph3Bi[OC(O)R]2 (R = 5-Br-2-ОН-СбНз, 2-OH-C6H4, 2,6-(ОН)2-СбНз, 3-Me-2-NH2-C6H3, Ph, Me) с более высокими выходами, чем в известных способах синтеза целевых продуктов [21].
В настоящей работе рассматриваются особенности синтеза и строения дикарбоксилатов три-фенилвисмута на примере бис(хлорацетата) трифенилвисмута и бис(2,3,4,5,6-пентафторбензоата) трифенилвисмута, полученных из трифенилвисмута и карбоновой кислоты в присутствии трет-бутилгидропероксида или пероксида водорода (1:2:1 мольн.).
Экспериментальная часть
Синтез соединений 1 и 2 проводили по методикам, приведенным в [11, 17].
Рентгеноструктурный анализ (РСА) проводили на автоматическом четырехкружном ди-фрактометре D8 QUEST фирмы Bruker (Mo Ка-излучение, X = 0,71073 А, графитовый монохро-матор) при 293 K. Сбор, редактирование данных и уточнение параметров элементарной ячейки, а также учет поглощения проведены с помощью программ SMART и SAINT-Plus [22]. Все расчеты по определению и уточнению структур выполнены с помощью программ SHELXL/PC [23] и OLEX2 [24]. Структуры определены прямым методом и уточнены методом наименьших квадратов в анизотропном приближении для неводородных атомов. Положение атомов водорода уточняли по модели наездника (^изо(Н) = 1,2Ц,кв(С)). Кристаллографические данные и результаты уточнения структур приведены в табл. 1, длины связей и валентные углы - в табл. 2.
Таблица 1
Кристаллографические данные, параметры эксперимента и уточнения структур 1 и 2
Параметр Значение
1 2
Формула C22H19O4Cl2Bi C32H15O4F10Bi
М 627,25 862,42
Сингония Триклинная Триклинная
Пр. группа P-1 P-1
a, А 8,891(5) 12,168(8)
Ь, А 10,401(5) 12,260(8)
С, А 12,452(5) 12,720(8)
а, град. 86,38(2) 72,43(3)
в, град. 73,97(2) 63,39(3)
у, град. 87,15(3) 61,46(2)
V, А3 1104,0(9) 1481,0(16)
I 2 2
р(выч.), г/см3 1,887 1,934
ц, мм-1 8,252 6,053
Я000) 600,0 824,0
Окончание табл. 1
Параметр Значение
1 2
Форма кристалла (размер, мм) обломок (0,41x0,28x0,1) обломок (0,37x0,2x0,1)
Область сбора данных по 6, град. 6,08-76,46 6,36-56,62
-15 < h < 15, -16 < h < 16,
Интервалы индексов отражений -17 < k < 17, -16 < k < 16,
-21 < l < 21 -16 < l < 16
Измерено отражений 76809 51260
Независимых отражений 11945 7342
Rint 0,0525 0,0416
Переменных уточнения 262 424
GOOF 1,041 1,047
R-факторы по F2 > 2ct(F2) Rj = 0,0330, WR2 = 0,0665 Rj = 0,0251, WR2 = 0,0524
R-факторы по всем отражениям Rj = 0,0566, WR2 = 0,0732 Rj = 0,0337, wR2 = 0,0556
Остаточная электронная плотность (min/max), e/A3 1,30/-2,28 0,84/-0,91
Таблица 2
Длины связей и валентные углы в структурах 1 и 2
Связь d, Á Угол ю, °
1
Bi(1)-O(1) 2,303(2) O(1)Bi(1)O(3) 173,07(7)
Bi(1)-O(3) 2,323(2) C(1)Bi(1)C(11) 106,70(10)
Bi(1)-O(2) 2,904(2) C(11) Bi (1)C(21) 144,58(10)
Bi(1)-O(4) 2,908(3) C(1) Bi (1)C(21) 108,65(10)
Bi(1)-C(1) 2,214(3) C(1)Bi(1)O(1) 86,65(9)
Bi(1)-C(11) 2,192(2) C(11)Bi(1)O(1) 92,44(9)
Bi(1)-C(21) 2,190(3) C(21)Bi(1)O(1) 91,90(9)
O(1)-C(7) 1,291(3) C(1)Bi(1)O(3) 86,58(9)
O(2)-C(7) 1,221(4) C(11)Bi(1)O(3) 90,95(9)
O(3)-C(9) 1,299(3) C(21)Bi(1)O(3) 88,84(9)
O(4)-C(9) 1,221(3)
2
Bi(1)-O(1) 2,272(3) O(1)Bi(1)O(3) 172,24(8)
Bi(1)-O(3) 2,315(3) C(1)Bi(1)C(11) 109,14(12)
Bi(1)-O(2) 3,167(3) C(11) Bi (1)C(21) 111,80(14)
Bi(1)-O(4) 2,947(3) C(1) Bi (1)C(21) 138,98(13)
Bi(1)-C(1) 2,200(4) C(1)Bi(1)O(1) 93,12(11)
Bi(1)-C(11) 2,206(3) C(11)Bi(1)O(1) 85,60(11)
Bi(1)-C(21) 2,194(3) C(21)Bi(1)O(1) 92,42(11)
O(1)-C(37) 1,282(4) C(1)Bi(1)O(3) 90,91(10)
O(2)-C(37) 1,219(4) C(11)Bi(1)O(3) 86,81(11)
O(3)-C(47) 1,270(4) C(21)Bi(1)O(3) 88,88(10)
O(4)-C(47) 1,223(4)
Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1991198 (1), № 2042930 (2); deposit@ccdc.cam.ac.uk; http://www.ccdc.cam.ac.uk).
Обсуждение результатов
Целью данной работы было изучение эффективности использования пероксида водорода и трет-бутилгидропероксида в реакциях окислительного присоединения трифенилвисмута с участием таких карбоновых кислот, как хлоруксусная и пентафторбензойная. Данный метод хорошо
изучен для трифенилвисмута и различных карбоновых кислот [11, 15-21, 25-27], но сравнительный анализ выхода целевых продуктов, получаемых в присутствии разных окислителей, ранее не проводили. Известно лишь, что соединение 1 синтезировали с выходом 83 % из трифенилвисмута, карбоновой кислоты и пероксида водорода в эфире [17], а выход соединения 2, полученного в аналогичной реакции с использованием трет-бутилгидропероксида, достигал 89 % [10].
PhзBi + 2 НО(О^ + Н2О2 ^ PhзBi[OC(O)RCH2a]2 + 2 Н2О R = СН2С1 (1), C6F5 (2)
В настоящей работе показано, что проведение указанных реакций в аналогичных условиях (эфир, комнатная температура, 1 ч), но в присутствии трет-бутилгидропероксида приводит к образованию соединений 1 и 2 с выходами 85 и 92 % соответственно, что свидетельствует об эффективности органического пероксида по сравнению с пероксидом водорода.
PhзBi + 2 НО(О^ + г-ВиООН ^ PhзBi[OC(O)CR]2 + ¿-ВиОН + Н2О
R = СН2С1 (1), C6F5 (2)
Строение соединений 1 и 2 было изучено с помощью РСА в работах [10, 17], в настоящей работе их структура значительно уточнена.
Известно, что в дикарбоксилатах триарилвисмута реализуется внутримолекулярное взаимодействие атома висмута с карбонильными атомами кислорода — потенциальными координирующими центрами карбоксилатных лигандов, что позволяет отнести эти производные к комплексам высококоординированного висмута [14-21, 25-34]. Прочность внутримолекулярных контактов ВЬ-О(=С), основой которых являются донорно-акцепторные взаимодействия, во многом определяется природой заместителей в арильных кольцах при атоме металла (влияют на акцепторные способности металла) и в органическом радикале остатка карбоновой кислоты (усиливают или ослабляют донорные свойства карбонильного кислорода). Показано, что внутримолекулярные расстояния ВЬ-О(=С) различаются между собой в большей степени: меньшему расстоянию ВЬ-О(=С), соответствует большая длина связи В^О, что свидетельствует о перераспределении электронной плотности при возникновении прочного донорно-акцепторного взаимодействия. Меньшим расстояниям ВЬ-О(=С) в соединениях Аг3В^ОС(О^]2 соответствует большая длина связи В^О, что свидетельствует о перераспределении электронной плотности при возникновении прочного донорно-акцепторного взаимодействия. Самые слабые внутримолекулярные взаимодействия наблюдаются в молекулах тех дикарбоксилатов триарилвисмута, в которых донор-ные способности карбонильного атома кислорода ослаблены из-за смещения электронной плотности, обусловленного наличием электроотрицательных заместителей в органическом радикале кислоты (—/-эффект). В молекулах дикарбоксилатов триарилвисмута с одинаковыми арильными заместителями при атомах висмута невалентные взаимодействия усиливаются с повышением донорных свойств карбонильного атома кислорода за счет +М-эффекта радикала. Все рассуждения о структуре дикарбоксилатов триарилвисмута применимы и к обсуждаемым в статье соединениям.
Так, атомы висмута в 1 и 2 имеют искаженную тригонально-бипирамидальную координацию (рис. 1, 2). Аксиальные углы ОВЮ равны 173,07(7) и 172,24(8)°, сумма углов СВЮ в экваториальной плоскости составляет 359,93° и 359,92°. Длины аксиальных связей В^О равны 2,303(2), 2,323(2) А и 2,272(3), 2,315(3) А; интервал изменения длин экваториальных связей В^С составляет 2,190(3)-2,214(3) А и 2,194(3)-2,206(3) А. В структурах 1 и 2 присутствуют внутримолекулярные контакты между атомами висмута и кислорода карбоксилатных лигандов. Расстояния Вг"О=С составляют 2,904(3), 2,908(3) А и 2,947(4), 3,167(4) А, что меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов висмута и кислорода (3,59 А) [35]. В кристалле 1 присутствуют межмолекулярные контакты С1—С1 (3,43 А) и Н-О (2,43, 2,57 А); в кристалле - только Н-О (2,50 А). В молекулах дикарбоксилатов укорочение расстояний ВЬ-О(=С) коррелирует с увеличением одного из экваториальных углов СВЮ [144,58(10)°, 138,98(13)°] со стороны внутримолекулярных контактов. Следует отметить, что в кристалле 1 присутствуют межмолекулярные контакты С1—С1 (3,43 А) и Н-О (2,43, 2,57 А); а в кристалле 2 - только Н-О (2,50 А).
Рис. 1. Общий вид молекулы бис(хлорацетата) трифенилвисмута (атомы водорода не показаны)
Рис. 2. Общий вид молекулы бис(2,3,4,5,6-пентафторбензоата) трифенилвисмута (атомы водорода не показаны)
Выводы
Установлено, что взаимодействие трифенилвисмута с хлоруксусной и пентафторбензойной кислотами в эфире более эффективно протекает в присутствии трет-бутилгидропероксида по сравнению с пероксидом водорода. Уточнено строение бис(хлорацетата) трифенилвисмута и бис(2,3,4,5,6-пентафторбензоата) трифенилвисмута, в которых карбоксилатные лиганды, имеющие в составе карбоксильных групп атомы кислорода с неподеленными электронными парами, обусловливают дополнительную координацию с центральным атомом висмута, что приводит к увеличению его координационного числа до 7.
Благодарности
Выражаю благодарность проф. В.В. Шарутину за рентгеноструктурный анализ кристаллов дикарбоксилатов трифенилвисмута.
Литература
1. Stability and Toxicity of Tris-tolyl Bismuth(V) Dicarboxylates and Their Biological Activity Towards / Y.C. Ong, V.L. Blair, L. Kedzierski et al. // Leishmania Major. Dalton Trans. - 2015. -V. 44. - P. 18215-18226. DOI: 10.1039/c5dt03335g.
2. Tiekink, E.R.T. Antimony and Bismuth Compounds in Oncology / E.R.T. Tiekink // Crit. Rev. Oncol. / Hematol. - 2002. - V. 42, № 3. - P. 217-224. DOI: org/10.1016/S1040-8428(01)00217-7.
3. Synthesis, Characterization and in vitro Cytotoxicity Screening of Some Triarylbismuth(V) Di(N-salicylidene)amino Carboxylates and the Crystal Structure of (2-HOC6H4CH=NCH2CO2)2Bi(C6H5)3 / G.-C. Wang, J. Xiao, Y.-N. Lu et al. // Appl. Organomet. Chem. - 2005. - V. 19, № 1. - P. 113-117. DOI: 10.1002/aoc.749.
4. Synthesis, Crystal Structures, DNA Interaction and Anticancer Activity of Organobismuth(V) Complexes / L. Cui, C. Bi, Y. Fan et al. // Inorgan. Chim. Acta. - 2015. - V. 437, № 1. - P. 41-46. DOI: 10.1016/j.ica.2015.07.008.
5. Synthesis, Characterization and Cytotoxicity of Some Triarylbismuth(V) Di(Af-p-toluenesulfonyl) Aminoacetates and the Crystal Structure of (4-CH3C6H4SO2NHCH2CO2)2Bi(C6H4Cl-4)3 / L.Yu, Y.-Q. Ma, G.-C. Wang et al. // Appl. Organomet. Chem. - 2004. - V. 18, № 4. - P. 187-190. DOI: 10.1002/aoc.609.
6. Comparative Stability, Toxicity and Anti-leishmanial Activity of Triphenyl Antimony(V) and Bismuth(V) a-Hydroxy Carboxylato Complexes / R.N. Duffin, V.L. Blair, L. Kedzierski et al. // Dalton Trans. - 2018. - V. 47. - P. 971-980. DOI: 10.1039/C7DT04171C.
7. Cambridge Crystallographic Data Center. 2019. (deposit@ccdc.cam.ac.uk; http: //www .ccdc.cam.ac.uk).
8. Шарутин, В.В. Синтез и строение дикарбоксилатов три-мета-толилвисмута / В.В. Шару-тин, О.К. Шарутина, В.С. Сенчурин // Журн. неорган. химии. - 2014. - Т. 59, № 1. - С. 42-46. DOI: 10.7868/S0044457X14010164.
9. Андреев, П.В. Строение аддукта бис(хлорацетата) три(о-толил)висмута с хлоруксусной кислотой / П.В. Андреев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2019. - Т. 11, № 3. - С. 59-65. DOI: 10.14529/chem190307.
10. Синтез и строение бис(фторбензоатов) трифенилвисмута / В.В. Шарутин, И.В. Егорова, О.К. Шарутина и др. // Коорд. химия. - 2003. - Т. 29, № 7. - С. 496-501.
11. Шарутин, В.В. Дикарбоксилаты триарилвисмута Ar3Bi[OC(O)R]2, Ar = p-Tol, R = CH2Cl; Ar = Ph, R = C6H4OMe-2, CH=CHPh / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, АН. Ефремов // Журн. неорган. химии. - 2019. - Т. 64, № 2. - С. 159-164. DOI: 10.1134/S0044457X19020181.
12. Decomposition of Triphenylbismuth Dicrotonate in Light in the Presence of 2-Methyl-2- nitro-sopropane / A.V. Gushchin, O.S. Kalistratova, A.I. Maleeva, V.A. Kuropatov // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2016. - Т. 8, № 1. - С. 51-56. DOI: 10.14529/chem160108.
13. Гущин, А.В. Синтез и строение диметакрилата трифенилсурьмы / А.В. Гущин, Д.В. Шашкин, Л.К. Прыткова и др. // Журн. общ. химии. - 2011. - Т. 81, № 3. - С. 397-400.
14. Шарутин, В.В. Синтез и строение бис(1-адамантанкарбоксилата) трифенилвисмута /
B.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина / Журн. неорган. химии. - 2011. - Т. 56, № 10. -
C.1644-1646.
15. Синтез и структура бис[3-(2-фурил)акрилата]трифенилвисмута Ph3Bi[O2CCH=CH(C4H3O)]2 и ди-мета-нитроциннамата трифенилвисмута Ph3Bi(O2CCH=CH-C6H4NO2-M)2 / А.А. Гусаковская, О.С. Калистратова, П.В. Андреев и др. // Кристаллография. -2018. - Т. 63, № 2. - С. 203-207. DOI: 10.7868/S0023476118020066.
16. Синтез и строение дикарбоксилатов трис(5-бром-2-метоксифенил)висмута: [(C6H3(Br-5)(MeO-2)]3Bi[OC(O)CHal3]2 (Hal = F, Cl) / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, В.А. Ермакова и др. // Журн. неорган. химии. - 2017. - Т. 62, № 8. - С. 1049-1056. DOI: 10.7868/S0044457X17080050.
17. Comparative Stability, Toxicity and Anti-Leishmanial Activity of Triphenyl Antimony(V) and Bismuth(V) a-Hydroxy Carboxylato Complexes / R.N. Duffin, V.L. Blair, L. Kedzierski, P.C. Andrews // Dalton Trans. - 2018. - V. 47. - P. 971-980. DOI: 10.1039/c7dt04171c.
18. Comparative Stability, Cytotoxicity and Anti-Leishmanial Activity of Analogous Organometal-lic Sb(V) and Bi(V) Acetato Complexes: Sb Confirms Potential While Bi Fails The Test / R.N. Duffin, V.L. Blair, L. Kedzierski, P.C. Andrews // J. Inorg. Biochem. - 2018. - V. 189. - P. 151-162. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2018.08.015.
19. Stability and Toxicity of Heteroleptic Organometallic Bi(V) Complexes Towards Leishmania Major / Y.C. Ong, V.L. Blair, L. Kedzierski, P.C. Andrews // Dalton Trans. 2014. - V. 43. - P. 12904 -12916. DOI: 10.1039/c4dt00957f.
20. Stability and Toxicity of Tris-Tolyl Bismuth(V) Dicarboxylates and their Biological Activity Towards Leishmania Major / Y.C. Ong, V.L. Blair, L. Kedzierski et al. // Dalton Trans. -2015. -V. 44. - P. 18215-18226. DOI: 10.1039/c5dt03335g.
21. Facile One-Pot Synthesis of Triphenylbismuth(V) Bis(carboxylate) Complexes / I. Kumar, P. Bhattacharya, K.H. Whitmire // Organometallics. - 2014. - V. 33. - P. 2906-2909. DOI: 10.1021/om500337z.
22. Bruker. SMART and SAINT-Plus. Versions 5.0. Data Collection and Processing Software for the SMART System. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
23. Bruker. SHELXTL/PC. Versions 5.10. An Integrated System for Solving, Refining and Displaying Crystal Structures From Diffraction Data. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
24. OLEX2: Complete Structure Solution, Refinement and Analysis Program / O.V. Dolomanov, L.J. Bourhis, R.J. Gildea et al. // J. Appl. Cryst. - 2009. - V. 42. - P. 339-341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.
25. Synthesis, Crystal Structures, DNA Interaction and Anticancer Activity of Organobismuth(V) Complexes / L. Cui, C. Bi, Y. Fan et al. // Inorg. Chim. Acta. - 2015. - V. 437. - P. 41-46. DOI: 10.1016/j.ica.2015.07.008.
26. Triphenylbismuth(V) Di[(iso)nicotinates] - Transmetallation Agents or Divergent Organome-talloligands? First Organobismuth(V)-Based Silver(I) Coordination Polymers / A.B. Kiran, T. Mocanu, A. Pollnitz et al. // Dalton Trans. - 2018. - V. 47. - P. 2531-2542. DOI: 10.1039/C7DT04516F.
27. A New Organobismuth(V) Complex with Fluorobenzoic Ligands: Synthesis, Crystal Structure, Photodegradation Properties / X.-Y. Zhang, R.-X. Wu, C.-F. Bi et al. // Inorg. Chim. Acta. - 2018. -V. 483. - P. 129-135. DOI: 10.1016/j.ica.2018.07.027.
28. Synthesis and Structural Study of Triphenylbismuth Bis(salicylate) / K. Feham, A. Benkadari,
A. Chouaih et al. // Cryst. Struct. Theory Appl. - 2013. - V. 2. - P. 28-33. DOI: 10.4236/csta.2013.21004
29. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Bis(3-phenylprop-2-enoate) / P.V. Andreev, N.V. Somov, O S. Kalistratova et al. // Crystallogr. Rep. - 2015. - V. 60. - P. 517-520. DOI: 10.1134/S1063774515040057.
30. Шарутин, В.В. Синтез и строение бис(2-фениламинобензоата) трифенилвисмута /
B.В. Шарутин, И.В. Егорова, М.А. Казаков и др. // Журн. неорган. химии. - 2009. - Т. 54, № 7. -
C. 1156-1159.
31. Особенности строения дикарбоксилатов трифенилвисмута / В.В. Шарутин, Т.К. Иваненко, Н А. Николаева, А.А. Молоков, Г.К. Фукин // Коорд. химия. - 2006. - Т. 32, № 9. - С. 672-679.
32. Шарутин, В.В. Синтез и строение бис(фенилкарборанилкарбоксилата) трифенилвисмута /
B.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина и др. // Журн. общ. химии. - 2010. - Т. 80, № 10. -
C. 1630-1633.
33. Шарутин, В.В Синтез и строение бис(3,4-диметилбензолсульфоната) трис(3-метилфенил)висмута / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина // Журн. общ. химии. - 2016. - Т. 86, № 5. -С.811-814.
34. Шарутин, В.В. Синтез и строение бис(3,4-диметилбензолсульфоната) трифенилвисмута /
B.В Шарутин, О.К. Шарутина, В.С. Сенчурин // Журнал. неорган. химии. - 2016. - Т. 61, № 3. -
C. 334-337. DOI: 10.7868/S0044457X16030211.
35. Consistent Van der Waals Radii for the Whole Main Group / M. Mantina, A.C. Chamberlin, R. Valero et al. // J. Phys. Chem. A. - 2009. - V. 113, iss. 19. - P. 5806-5812. DOI: 10.1021/jp8111556.
Кощеева Людмила Вячеславовна - бакалавр, кафедра теоретической и прикладной химии, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск). 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: lyusinda_ko@mail.ru
Поступила в редакцию 12 октября 2021 г.
DOI: 10.14529/chem220105
SYNTHESIS AND STRUCTURE FEATURES OF TRIPHENYLBISMUTH DICARBOXYLATES
L.V. Koshcheeva, lyusinda_ko@mail.ru
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The interaction of triphenylbismuth with chloroacetic acid and pentafluorobenzoic acid in the presence of tert-butyl hydroperoxide or hydrogen peroxide in ether has led totriphenylbismuthbis(chloroacetate) (1) and triphenylbismuthbis(2,3,4,5,6-pentafluorobenzoate) (2). The X-ray diffraction pattern for the crystal 1has been obtained at 293 K on an automatic diffractometer D8 Quest Bruker (MoKa-radiation, X = 0.71073 Á, graphite monochromator), the results are [C22H19O4Q2Bi, M 627.25, the triclinic syngony, the symmetry group P-1; cell parameters: a = 8.891(5), b = 10.401(5), c = 12.452(5) Á; a = 86.38(2) degrees,^ = 73.97(2) degrees., y = 87.15(3) degrees.; V = 1104.0(9) Á3; the crystal size is 0.41x0.28x0.1 mm; intervals of reflection indexes are -15 < h < 15, -17 < k < 17, -21 < l < 21; total reflections 76809; independent reflections 11945; Rint 0.0525; GOOF 1.041; Rj = 0.0330, wR2 = 0.0665; residual electron density 1.30/-2.28 e/Á3], and 2 ^H^F^i, M 862.42, the triclinic syngony, the symmetry group P-1; cell parameters: a = 12.168(8), b = 12.260(8), c = 12.720(8) Á; a = 72.43(3) degrees, P = 63.39(3) degrees, y = 61.46(2) degrees.; V = 1481.0(16) Á3; the crystal size is 0.37x0.2x0.1 mm; intervals of reflection indexes are -16 < h < 16, -16 < k < 16, -16 < l < 16; total reflections 51260; independent reflections 7342; Rint 0.0416; GOOF 1.047; Rj = 0.0251, wR2 = 0.0524; residual electron density 0.84/-0.91 e/Á3]the bismuth atoms have a distorted trigonal-bipyramidal coordination. The OBiO axial angles are 173.07(7) degrees and 172.24(8) degrees; the sums of the CBiC angles in the equatorial plane are 359.93 degrees and 359.92 degrees. The Bi-O bond lengths are 2.303(2), 2.323(2) Á, and 2.272(3), 2.315(3) Á .The intervals of variation in the Bi-C equatorial bond lengths are 2.190(3)-2.214(3)Á and 2.194(3)-2.206(3)Á. Structures 1 and 2 contain intermolecular contacts between the bismuth atoms and the oxygen atoms of the carboxylate groups. The Bi- • O=C distances equal 2.904(3), 2.908(3) Á (1), and 2.947(4), 3.167(4) Á (2), which is less than the sum of the Van der Waals radii of bismuth and oxygen (3.59 Á). The Cl-Cl intermolecular contacts (3.43 Á) and H-O (2.43, 2.57 Á) are present in crystal 1; while only H—O (2.50 Á) is presentin crystal 2. Complete tables of coordinates of atoms, bond lengths and valence angles for the structure are deposited at the Cambridge Structural Data Bank (No. 1991198 (1); No. 2042930 (2); deposit@ccdc.cam.ac.uk; http: //www.ccdc.cam.ac.uk).
Keywords: hydrogen peroxide, tert-butyl hydroperoxide, triphenylbismuth, chloroacetic acid, pentafluorobenzoic acid, triphenylbismuthdicarboxylate, synthesis, structure, X-ray analysis.
References
1. Ong Y.C., Blair V.L., Kedzierski L., Tuck K.L., Andrews P.C. Stability and Toxicity of Tris--tolyl Bismuth(V) Dicarboxylates and Their Biological Activity Towards. Leishmania Major. Dalton Trans, 2015, vol. 44, pp. 18215-18226. DOI: 10.1039/c5dt03335g.
2. Tiekink E.R.T. Antimony and Bismuth Compounds in Oncology. Crit. Rev. Oncol./Hematol., 2002, vol. 42, no. 3. pp. 217-224. DOI: org/10.1016/S1040-8428(01)00217-7.
3. Wang G.-C., Xiao J., Lu Y.-N., Xiao J., Lu Y.-N., Yu L., Song H.-B., Li J.-S., Cui J.-R., Wang R.-Q., Ran F.-X., Wang H.-G. Synthesis, Characterization and in vitro Cytotoxicity Screening of Some Triarylbismuth(V) Di(N-salicylidene)amino Carboxylates and the Crystal Structure of (2-HOC6H4CH=NCH2CO2)2Bi(C6H5)3. Appl. Organomet. Chem, 2005, vol. 19, no. 1, pp. 113-117. DOI: 10.1002/aoc.749.
4. Cui L., Bi C., Fan Y., LiX., Meng X., Zhang N., Zhang Z. Synthesis, Crystal Structures, DNA Interaction and Anticancer Activity of Organobismuth(V) Complexes. Inorgan. Chim. Acta, 2015, vol. 437, no. 1, pp. 41-46. DOI: 10.1016/j.ica.2015.07.008.
5. Yu L., Ma Y.-Q., Wang G.-C., Hai-Bin S., Hong-Geng W., Jin-Shan L., Jing-Rong C., Rui-Qing W. Synthesis, Characterization and Cytotoxicity of Some Triarylbismuth(V) Di(N-p-toluenesulfonyl)
Aminoacetates and the Crystal Structure of (4-CH3C6H4SO2NHCH2CO2)2Bi(C6H4Cl-4)3. Appl. Organo-met. Chem, 2004, vol. 18, no. 4, pp. 187-190. DOI: 10.1002/aoc.609.
6. Duffin R.N., Blair V.L., Kedzierski L., Andrews P.C. Comparative Stability, Toxicity and Anti-leishmanial Activity of Triphenyl Antimony(V) and Bismuth(V) a-Hydroxy Carboxylato Complexes. Dalton Trans, 2018, vol. 47, no. 3, pp. 971-980. DOI: 10.1039/C7DT04171C.
7. Cambridge Crystallographic Data Center. 2018. (deposit@ccdc.cam.ac.uk; http://www.ccdc.cam.ac.uk.).
8. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Senchurin V.S. Synthesis and Structure of Tri-m-tolylbismuth Di-carboxylates. Russ. J. Inorgan. Chem, 2013, vol. 58, no. 12, pp. 1470-1474. DOI: 10.1134/S003602361401015X.
9. Andreev P.V. [Structure of the Adduct Tri(o-tolyl)bismuth Bis(chloroacetate) with Chloroacetic Acid]. Bull. South Ural State University. Ser. Chemistry, 2019, vol. 11, no. 3, pp. 59-65. DOI: 10.14529/chem190307. (in Russ.)
10. Sharutin V.V., I.V. Egorova, Sharutina O.K., Ivanenko T.K., Gavrilov Y.V., Starichenko V.F. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Bis(fluorobenzoates/ Russ. J. Coord. Chem, 2003, vol. 29, no. 7, pp. 496-501. (in Russ.)
11. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Efremov A.N. [Triarylvismuth Dicarboxylates Ar3Bi[OC(O)R]2, Ar = p-Tol, R = CH2Cl; Ar = Ph, R = C^OMe-2, CH=CHPh]. Russ. J. Inorgan. Chem, 2019, vol. 64, no. 2, pp. 196-200. DOI: 10.1134/S0036023619020189.
12. Gushchin F.V., Kalistratova O.S., Maleeva A.I., Kuropatov V.A. [Decomposition of Triphenylbismuth Dicrotonate in Light in the Presence of 2-methyl-2-nitrosopropane]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry, 2016, vol. 8, no. 1, pp. 51-56. DOI: 10.14529/chem160108.
13. Gushchin A.V., Shashkin D.V., Prytkova L.K., Somov N.V., Baranov E.V., Shavyrin A.S., Ry-kalin V. I. Synthesis And Structure of Triphenylantinony Dimethacrylate. Russ. J. Gen. Chem, 2011, vol. 81, no. 3, pp. 493-496. DOI: 10.1134/S107036321103008X.
14. Sharutin V.V., Senchurin V.S., Sharutina O.K. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Bis(1-adamantanecarboxylate). Russ. J. Inorg. Chem, 2011, vol. 56, no. 10, pp. 1565-1567. DOI: 10.1134/S0036023611100202.
15. Gusakovskaya A.A., Kalistratova O.S., Andreev P.V., Gushchin A.V., Somov N.V., Chuprunov E.V. Synthesis and Structure of Triphenylvismuth Bis[3-(2-furyl)acrylate] Ph3Bi[O2CCH=CH(C4H3O)]2 and Triphenylvismuth Di-meta-nitrocinnamate Ph3Bi(O2CCH=CH-C6H4NO2-m)2. J. Appl. Cryst, 2018, vol. 63, no. 2, pp. 186-190. DOI: 10.1134/S1063774518020062.
16. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Ermakova V.A., Smagina Y.R. Tris (5-bromo-2-methoxyphenyl)bismuth Dicarboxylates [(C6H3(Br-5)(MeO-2)]3Bi[OC(O)CHal3]2 (Hal = F, Cl): Synthesis And Structure. Russ. J. Inorg. Chem., 2017, vol. 62, no. 8, pp. 1043-1047. DOI: 10.1134/S0036023617080174.
17. Duffin R.N., Blair V.L., Kedzierski L., Andrews P.C. Comparative Stability, Toxicity and Anti-Leishmanial Activity of Triphenyl Antimony(V) and Bismuth(V) a-Hydroxy Carboxylato Complexes. Dalton Trans, 2018, vol. 47, no. 3, pp. 971-980. DOI: 10.1039/c7dt04171c.
18. Duffin R.N., Blair V.L., Kedzierski L., Andrews P.C. Comparative Stability, Cytotoxicity and Anti-Leishmanial Activity of Analogous Organometallic Sb(V) and Bi(V) Acetato Complexes: Sb Confirms Potential While Bi Fails the Test. J. Inorg. Bioche, 2018, vol. 189, pp. 151-162. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2018.08.015.
19. Ong Y.C., Blair V.L., Kedzierski L., Andrews P.C. Stability and Toxicity of Heteroleptic Orga-nometallic Bi(V) Complexes Towards Leishmania Major. Dalton Trans, 2014, vol. 43, pp. 12904 -12916. DOI: 10.1039/c4dt00957f.
20. Ong Y.C., Blair V.L., Kedzierski L., Tuck K.L., Andrews P.C. Stability And Toxicity of Tris-Tolyl Bismuth(V) Dicarboxylates and their Biological Activity Towards Leishmania Major. Dalton Trans, 2015, vol. 44, pp. 18215-18226. DOI: 10.1039/c5dt03335g.
21. Kumar I., Bhattacharya P., Whitmire K.H. Facile One-Pot Synthesis of Triphenylbismuth(V) Bis (carboxylate) Complexes. Organometallics, 2014, vol. 33, pp. 2906-2909. DOI: 10.1021/om500337z.
22. Bruker. SMART and SAINT-Plus. Versions 5.0. Data Collection and Processing Software for the SMART System. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
23. Braker. SHELXTL/PC. Versions 5.10. An Integrated System for Solving, Refining and Displaying Crystal Structures from Diffraction Data. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
24. Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J., Howard J.A.K., Puschmann H. OLEX2: Complete Structure Solution, Refinement and Analysis Program. J. Appl. Cryst., 2009, vol. 42, no. 2, pp. 339-341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.
25. Cui L., Bi C., Fan Y., Li. X, Meng X., Zhang N., Zhang Zh. Crystal Structures, DNA Interaction and Anticancer Activity of Organobismuth(V) Complexes. Inorg. Chim. Acta, 2015, vol. 437, pp. 4146. DOI: 10.1016/j.ica.2015.07.008.
26. Kiran A.B., Mocanu T., Pollnitz A., Shova S., Andruh M, Silvestru C. Triphenylbismuth(V) Di[(iso)nicotinates] - Transmetallation Agents or Divergent Organometalloligands? First Organobis-muth(V)-Based Silver(I) Coordination Polymers. Dalton Trans, 2018, vol. 47, pp. 2531-2542. DOI: 10.1039/C7DT04516F.
27. Zhang X.-Y., Wu R.-X., Bi C.-F, Zhang X., Fan Y.-H. A New Organobismuth(V) Complex with Fluorobenzoic Ligands: Synthesis, Crystal Structure, Photodegradation Properties. Inorg. Chim. Acta, 2018, vol. 483, pp. 129-135. DOI: 10.1016/j.ica.2018.07.027.
28. Feham K., Benkadari A., Chouaih A., Miloudi A., Boyer G., Abed D.E. Synthesis and Structural Study of Triphenylbismuth Bis(salicylate). Cryst. Struct. Theory Appl, 2013, vol. 2, pp. 28-33. DOI: 10.4236/csta.2013.21004.
29. Andreev P.V., Somov N.V., Kalistratova O.S., Gushchin A.V., Chuprunov E.V. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Bis(3-phenylprop-2-enoate). Crystallogr. Rep., 2015, vol. 60, pp. 517520. DOI: 10.1134/S1063774515040057.
30. Sharutin V.V., Egorova I.V., Kazakov M.A., Sharurina O.K. Synthesis and Structure of Triphe-nylbismuth Bis(2-phenylaminobenzoate). Russ. J. Inorg. Chem., 2009, vol. 54, no. 7, pp. 1095-1098. DOI: 10.1134/S0036023609070171.
31. Egorova I.V., Sharutin V.V., Ivanenko T.K., Nikolaeva N.A., Molokov A.A., Fukin G. K. Features of the Structure of Dicarboxylates of Triphenylvismuth. J. Koord. Chemistry, 2006, vol. 32, no. 9, pp. 644-561. DOI: 10.1134/S1070328406090041.
32. Sharutin V.V., Senchurin V.S., Sharutina O.K., Bregadze V.I., Zhigareva G.G. Synthesis And Structure of Triphenylbismuth Bis(phenylcarboranylcarboxylate). Russ. J. Gen. Chem, 2010, vol. 80, no. 10, pp. 1941-1944. DOI: 10.1134/S1070363210100117.
33. Sharutin V.V., Sharutina O.K. Synthesis and Structure of Tris(3-methylphenyl)bismuth Bis(3,4-dimethylbenzenesulfonate). Russ. J. Gen. Chem, 2016, vol. 86, no. 5, pp. 1073-1076. DOI: 10.1134/S1070363216050157.
34. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Senchurin V.S. Triphenylbismuth Bis(3,4-dimethylbenzenesulfonate): Synthesis And Structure. Russ. J. Inorg. Chem, 2016, vol. 61, no. 3, pp. 317-320. DOI: 10.1134/S0036023616030207.
35. Mantina M., Chamberlin A.C., Valero R., Cramer C.J., Truhlar D.G. Consistent Van der Waals Radii for the Whole Main Group J. Phys. Chem. A., 2009, vol. 113, no. 19, pp. 5806-5812. DOI: 10.1021/jp8111556.
Received 12 October 2021
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ
Кощеева, Л.В. Особенности синтеза и строения дикарбоксилатов трифенилвисмута / Л.В. Кощеева // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2022. - Т. 14, № 1. -С. 40-49. DOI: 10.14529/chem220105
FOR CITATION
Koshcheeva L.V. Synthesis and Structure Features of Triphenylbismuth Dicarboxylates. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry. 2022, vol. 14, no. 1, pp. 40-49. (in Russ.). DOI: 10.14529/chem220105
