CC BY
7
УДК 546.87+547.29+548.312.5
DOI: 10.14529/chem220306
СИНТЕЗ И СТРОЕНИЕ БИС(2,5-ДИХЛОРБЕНЗОЛСУЛЬФОНАТА) ТРИ(МЕТА-ТОЛИЛ)ВИСМУТА И БИС(1 -НАФТАЛИНСУЛЬФОНАТА) ТРИ(ПАРА-ТОЛИЛ)ВИСМУТА
Е.С. Механошина, А.В. Рыбакова, В.В. Шарутин
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия
Взаимодействием три(мета-толил)висмута с 2,5-дихлорбензолсульфоновой кислотой в присутствии трет-бутилгидропероксида в эфире получен бис(2,5-дихлорбензолсульфонат) три(мета-толил)висмута (1) с выходом 83 %. Аналогично получен бис(1-нафталинсульфонат) три(пара-толил)висмута (2), выход 78 %. Соединения 1 и 2 синтезированы также по реакции триарилвисмута с аренсульфоновой кислотой в присутствии кислорода воздуха с выходом до 20 %. По данным рентгеноструктурного анализа, проведенного при 293 К на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (двухкоординатный CCD - детектор, Мо ^-излучение, X = 0,71073 А, графитовый монохроматор) кристаллов 1 [C33H27O6S2Cl4Bi, M 934,45; сингония моноклинная, группа симметрии С2/с; параметры ячейки: a = 42,153(17), b = 11,644(5), с = 14,659(7) А; а = 90,00 град., в = 102,73(2) град., у = 90,00 град.; V = 7018(5) А3; размер кристалла 0,33 х 0,28 х 0,13 мм3; интервалы индексов отражений -65 < h < 65, -18 < к < 18, -22 < l < 22; всего отражений 90667; независимых отражений 14068; Rint = 0,0709; GOOF 0,997; R1 = 0,0435, wR2 = 0,0683; остаточная электронная плотность 1,41/-1,58 e/А3] и 2 [C41H35O6S2Bi, M 896,79; сингония моноклинная, группа симметрии P21/m; параметры ячейки: a = 17,624(14), b = 11,898(6), с = 20,118(12) А; а = 90,00 град., в = 99,17(4) град., у = 90,00 град.; V = 4165(5) А3; размер кристалла 0,5x0,46x0,27 мм3; интервалы индексов отражений -31 < h < 22, -20 < к < 20, -35 < l < 36; всего отражений 91024; независимых отражений 24316; Rmt = 0,2080; GOOF 1,059; R1 = 0,1083, wR2 = 0,2566; остаточная электронная плотность 7,23/-5,92 e/А3] атомы висмута имеют искаженную тригонально-бипирамидальную координацию. Аксиальные углы OBiO равны 179,64(9)° и 174,4(2)° соответственно; суммы углов CBiC в экваториальной плоскости составляют 360°. Длины аксиальных связей Bi-O равны 2,291(3), 2,297(3) А и 2,269(8), 2,272(7) А; интервалы изменения длин экваториальных связей Bi-C составляют 2,176(4)-2,187(3) А и 2,159(10)-2,214(8) А. В структурах 1 и 2 присутствуют внутримолекулярные контакты между атомами висмута и кислорода сульфонатных лигандов. Расстояния Br"O=S составляют 3,309(3), 3,518(3) А и 3,355(14), 3,458(15) А, что меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов висмута и кислорода (3,59 А). В кристаллах 1 и 2 присутствуют межмолекулярные контакты H—O (2,44-2,72 А и 2,53-2,65 А). Кроме того, в кристаллах 1 наблюдаются межмолекулярные контакты СЬН (2,81 А). Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов для структур депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 2153155 (1), № 2157446 (2); [email protected]; http://www.ccdc. cam.ac.uk).
Ключевые слова: три(мета-толил)висмут, три(пара-толил)висмут, 2,5-дихлор-бензолсульфоновая, 1-нафталинсульфоновая, кислота, трет-бутилгидропероксид, бис(2,5-дихлорбензолсульфонат) три(мета-толил)висмута, бис(1-нафталинсульфонат) три(пара-толил)висмута, синтез, строение, рентгеноструктурный анализ.
Введение
В последние годы активно изучается биологическая активность дикарбоксилатов триарилвисмута [1-6], которые также могут быть использованы для получения других классов соединений, например в синтезе дисульфонатов триарилвисмута, когда диацетат трифенилвисмута при действии трифторметансульфоновой кислоты превращался в соответствующий дисульфонат, весьма эффективный в реакциях гликозилирования при комнатной температуре. Этот промоти-рующий агент продемонстрировал преимущества перед большинством современных тиоглико-зидных активаторов, а именно высокую растворимость и стабильность к действию воздуха и света [7]. Ряд бис(аренсульфонатов) триарилвисмута синтезирован из трифенил-, трис(мета-толил)-и трис(2-метокси,5-бромфенил)висмута и аренсульфоновой кислоты в эфире [8]. В качестве
окислителя использовали пероксид водорода, поскольку в присутствии трет-бутилгидропероксида не наблюдалось образование целевого продукта. При соотношении исходных реагентов 1:2:1 (мольн.) из реакционной смеси выделяли дисульфонаты триарилвисмута Ph3Bi(OSO2C6H3Me2-3,4)2 [9], (M-TolbBi(OSO2C6H3Me2-3,4)2 [10] и [(2-MeO)(5-Br)C6H3]3Bi(OSO2Ph)2 [11] с выходом до 85 %. Показано, что реакция трис(2-метокси,5-бромфенил)висмута с бензолсульфоновой кислотой (1:2 мольн.), проходящая в растворе диэти-лового эфира в присутствии кислорода воздуха, сопровождалась образованием бис(бензолсульфоната) трис(5-бром-2-метоксифенил)висмута [11], который через 48 ч был выделен из реакционной смеси с выходом 7 %. Очевидно, что в отсутствие пероксида роль окислителя триарилвисмута выполнял кислород воздуха. Из дихлорида трифенилвисмута и трифлата серебра может быть получен бис(трифторметансульфонат) трифенилвисмута, реакции которого с донорными лигандами, такими как оксид трифенилфосфина, аминопиридин и бипиридил, приводят к образованию ионных комплексов с катионами пятикоординированного висмута [12, 13].
В настоящей работе рассматриваются вопросы синтеза и особенностей строения бис(2,5-дихлорбензолсульфоната) три(мета-толил)висмута (1) и бис(1-нафталинсульфоната) три(паратолил)висмута (2).
Экспериментальная часть
£ис(2,5-дихлорбешолсульфонат) три(мета-толил)висмута (1). А) К смеси 0,12 г (0,25 ммоль) три(мета-толил)висмута и 0,11 г (0,50 ммоль) дихлорбензолсульфоновой кислоты в 15 мл эфира прибавляли при перемешивании 0,03 г (0,25 ммоль) трет-бутилгидропероксида. Выдерживали при комнатной температуре 18 ч. Образовавшиеся бесцветные кристаллы собирали, промывали эфиром и сушили. Получили 0,19 г (83 %) 1 с Тразл = 170 °С. ИК-спектр (v, см"1): 3067, 2972, 2951, 1450, 1375, 1244, 1198, 1150, 1099, 1061, 999, 891, 816, 772, 687, 615, 538, 517, 419. Найдено, %: С 42,36; Н 2,98. C33H27O6S2CI4BL Вычислено, %: С 42,40; Н 2,89.
Б) Смесь 0,12 г (0,25 ммоль) три(мета-толил)висмута и 0,11 г (0,50 ммоль) дихлорбензолсульфоновой кислоты в 15 мл эфира выдерживали при комнатной температуре 18 ч. Удаляли растворитель, остаток перекристаллизовывали из бензола. Бесцветные кристаллы фильтровали и сушили. Получили 0,04 г (17 %) 1.
Аналогично получали бис(1-нафталинсульфонат) три(пара-толил)висмута (2). Бесцветные кристаллы с Тразл = 99 °С. ИК-спектр (v, см1): 3086, 3061, 3032, 2920, 1506, 1479, 1391, 1346, 1290, 1261, 1206, 1186, 1159, 1134, 1022, 993, 935, 804, 772, 685, 608, 577, 521,473, 417. Найдено, %: С 54,69; Н 4,06. C41H35O6S2BL Вычислено, %: С 54,91; Н 3,93.
Рентгеноструктурный анализ (РСА) проводили на автоматическом четырехкружном ди-фрактометре D8 QUEST фирмы Bruker (Mo ^«-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 [14]. Все расчеты по определению и уточнению структур выполнены с помощью программ SHELXL/PC [15] и OLEX2 [16]. Структуры определены прямым методом и уточнены методом наименьших квадратов в анизотропном приближении для неводородных атомов. Положение атомов водорода уточняли по модели наездника (Цизо(Н) = 1,2Цэкв(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, 2
Параметр (1) (2)
Формула C33H27O6S2Cl4Bi C41H35OeS2Bi
М 934,45 896,79
Сингония Моноклинная Моноклинная
Пр. группа С2/с P2/n
а, А 42,153(17) 17,624(14)
b, А 11,644(5) 11,898(6)
С, А 14,659(7) 20,118(12)
Окончание табл.1
Параметр (1) (2)
а, град. 90,00 90,00
в, град. 102,73(2) 99,17(4)
Y, град. 90,00 90,00
V, Á3 7018(5) 4165(5)
Z 8 4
р(выч.), г/см3 1,769 1,430
ц, мм-1 5,490 4,375
F(000) 3648,0 1776,0
Размер кристалла, мм 0,33x0,28x0,13 0,5x0,46x0,27
Область сбора данных по 6, град. 5,94-67,78 4,46-87,7
Интервалы индексов отражений -65 < h < 65, -18 < k < 18, -22 < l < 22 -31 < h < 33, -20 < k < 20, -35 < l < 36
Измерено отражений 90667 91024
Независимых отражений 14068 24316
Rint 0,0709 0,2080
Переменных уточнения 418 454
GOOF 0,997 1,059
R-факторы по F2 > 2ct(F2) R1 = 0,0435, wR2 = 0,0683 Rj = 0,1083, wR2 = 0,2566
R-факторы по всем отражениям Rj = 0,1043, wR2 = 0,0830 Rj = 0,3198, wR2 = 0,3774
Остаточная электронная плотность (min/max), e/A3 1,41/-1,58 7,23/-5,92
Таблица 2
Длины связей и валентные углы в структурах 1, 2
Связь d, Á Угол ю, °
1
Bi(1)-O(1) 2,297(3) O(1)Bi(1)O(4) 179,64(9)
Bi(1)-O(4) 2,291(3) C(1)Bi(1)C(11) 116,25(13)
Bi(1)-"O(2) 3,309(2) C(1)Bi(1)C(21) 119,19(14)
Bi(1)^^^O(6) 3,518(3) C(11)Bi(1)C(21) 124,56(14)
Bi(1)-C(1) 2,187(3) O(1)S(1)C(31) 105,05(16)
Bi(1)-C(11) 2,185(4) O(2)S(1)O(1) 109,46(17)
Bi(1)-C(21) 2,176(4) O(2)S(1)C(31) 105,42(19)
S(1)-O(1) 1,496(3) O(3)S(1)O(1) 110,54(18)
S(1)-O(2) 1,436(3) O(3)S(1)O(2) 118,0(2)
S(1)-O(3) 1,428(3) O(3)S(1)C(31) 107,43(19)
S(1)-C(31) 1,780(4) O(4)S(2)C(41) 105,00(19)
2
Bi(1)-O(1) 2,269(8) O(1)Bi(1)O(4) 174,4(2)
Bi(1)-O(4) 2,272(7) C(1)Bi(1)C(11) 128,0(3)
Bi(1)^^^O(2) 3,355(9) C(1)Bi(1)C(21) 115,1(3)
Bi(1)^^^O(5) 3,458(8) C(11)Bi(1)C(21) 116,9(3)
Bi(1)-C(1) 2,167(8) O(1)S(1)C(31) 105,2(5)
Bi(1)-C(11) 2,159(10) O(2)S(1)O(1) 109,4(6)
Bi(1)-C(21) 2,214(8) O(2)S(1)C(31) 108,3(6)
S(1)-O(1) 1,485(8) O(3)S(1)O(1) 110,2(6)
S(1)-O(2) 1,442(9) O(3)S(1)O(2) 115,9(7)
S(1)-O(3) 1,451(10) O(3)S(1)C(31) 107,3(6)
S(1)-C(31) 1,754(13) O(4)S(2)C(41) 103,6(4)
Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 2153155 (1); № 2157446 (2) [email protected]; http: //www .ccdc.cam.ac .uk).
Обсуждение результатов
Из-за наличия в карбоксилатном лиганде потенциального координирующего центра (карбонильного атома кислорода) во всех известных дикарбоксилатах триарилвисмута имеют место внутримолекулярные взаимодействия В1—0(=С) [17]. Наличие дополнительного внутримолекулярного взаимодействия В1—0(=С) в дикарбоксилатах триарилвисмута подтверждается выравниванием длин связей С—О и С=О в карбоксильной группе (разность значений длин указанных связей не превышает 0.09 А). Карбоксилатные заместители в указанных соединениях имеют, как правило, относительно фрагмента Аг3В1 ^ис-ориентацию, причем один из экваториальных углов СВЮ со стороны контактов В1—0(=С) значительно увеличен, что приводит к уменьшению двух других углов [18—31]. Несмотря на то, что сульфонатная группа имеет два потенциальных координирующих центра (ПКЦ), в бис(аренсульфонатах) триарилвисмута, как правило, не наблюдается дополнительная координация атома висмута с одним из ПКЦ [17, 32]. Однако в молекуле бис(бензолсульфоната) трифенилвисмута [33] имеется некоторое укорочение связей ВЬ-0=8 [3,129(5) и 3,431(6) А] по сравнению с суммой ван-дер-ваальсовых радиусов (3.8 А) [34], но это скорее исключение, чем правило.
Целью настоящей работы являлось исследование особенностей строения бис(2,5-дихлорбензолсульфоната) три(мета-толил)висмута и бис(1-нафталинсульфоната) три(пара-толил)висмута, которые получали по реакции окислительного присоединения из триарилвисмута и аренсульфоновой кислоты в присутствии трет-бутилгидропероксида в эфире с выходом до 83 % по методике, описанной в [11], либо в присутствии кислорода воздуха (выход целевого продукта до 17 %).
АгзВ1 + 2 Н0802Аг' + ¿-Ви00Н ^ АгзВ1[0802Аг'Ь + Н2О + ¿-Ви0Н Аг = т-То1, Аг' = СбНзСЬ-2,5 (1); ^-То1, Аг' = 1-Кай (2) Аг3В1 + 2 Н0802Аг' + / 02 ^ Аг3В1[0802Аг']2 + Н2О
После перекристаллизации продукта реакции из смеси бензол - октан получали прозрачные бесцветные кристаллы, растворимые в аренах и полярных органических растворителях и нерастворимые в алифатических углеводородах. Строение соединений 1, 2 было изучено с помощью ИК-спектроскопии и РСА.
ИК-спектр соединения 1 содержит характерную полосу валентных колебаний углеродного скелета ароматических фрагментов в области 1450 см-1. Также наблюдаются полосы поглощения средней интенсивности валентных колебаний связей САг-Н при 3088, 3067 см-1; плоскостные деформационные колебания этих же связей расположены при 1099 см-1, внеплоскостные деформационные колебания - при 891, 816 см-1 [35—37]. Полосы поглощения сильной интенсивности при 1244 см 1 и средней интенсивности при 1150 см 1 относятся к асимметричным и симметричным валентным колебаниям сульфонатной группы SO3. Также содержится высокоинтенсивная полоса поглощения валентных колебаний связи 8-0 при 687 см-1. Интенсивная полоса поглощения в области 516 см-1 соответствует валентным колебаниям связей САг^. Колебаниям связей САг-С1 в спектре 1 отвечает полоса высокой интенсивности при 771 см-1.
В ИК-спектре соединения 2 наблюдаются характерные полосы валентных колебаний углеродного скелета ароматических фрагментов при 1506, 1479 см-1. Полосы поглощения валентных колебаний метильных групп расположены при 3032 см-1 (асимметричные колебания) и при 2920 см- (симметричные колебания). Валентным колебаниям связей САг-Н отвечают полосы поглощения средней интенсивности при 3086, 3061 см-1; плоскостным деформационным колебаниям этих связей - полосы при 1022, 993 см-1; внеплоскостным деформационным колебаниям - полосы при 935, 804 см-1. Также содержатся характерные полосы поглощения: 1290 см 1 (полоса сильной интенсивности) и 1159, 1134 см 1 (полосы средней интенсивности), которые относятся к асимметричным и симметричным валентным колебаниям сульфонатной группы SO3. Полоса поглощения валентных колебаний связи 8-0 расположена при 685 см-1 (сильной интенсивности). В спектре 2 присутствует полоса поглощения средней интенсивности при 521 см-1, соответствующая валентным колебаниям связей Валентным колебаниям связей САг-С1 отвечает полоса сильной интенсивности при 772 см-1.
Найдено, что атомы висмута в 1 и 2 имеют искаженную тригонально-бипирамидальную координацию (рис. 1, 2).
Рис. 1. Общий вид молекулы бис(2,5-дихлорбензолсульфонато)три(мета-толил)висмута
(атомы водорода не показаны)
С(27)
Рис. 2. Общий вид молекулы бис(1-нафталинсульфонато)три(лзрз-толил)висмута
(атомы водорода не показаны)
Аксиальные углы ОВЮ равны 179,64(9)° и 174,4(2)° соответственно, сумма углов СВЮ в экваториальной плоскости составляет 360°. Длины аксиальных связей В1-0 равны 2,291(3), 2,297(3) А и 2,269(8), 2,272(7) А; интервалы изменения длин экваториальных связей В1-С составляют 2,176(4)-2,187(3) А и 2,159(10)-2,214(8) А. В структурах 1 и 2 присутствуют внутримолекулярные контакты между атомами висмута и кислорода сульфонатных лигандов. Расстояния
Bi"O=S составляют 3,309(3), 3,518(3) А и 3,355(14), 3,458(15) А, что меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов висмута и кислорода (3,59 А). В кристаллах 1 и 2 также присутствуют межмолекулярные контакты H-O (2,44-2,72 А и 2,53-2,65 А). Кроме того, в кристаллах 1 наблюдаются межмолекулярные контакты Cl-Н (2,81 А).
Выводы
Установлено, что взаимодействие три(мета-толил)висмута и три(пара-толил)висмута с 2,5-дихлорбензолсульфоновой и 1 -нафталинсульфоновой кислотами в эфире в присутствии трет-бутилгидропероксида приводит к образованию бис(2,5-дихлорбензолсульфоната) три(мета-толил)висмута и бис(2-нафталинсульфоната) три(пара-толил)висмута соответственно, в которых аренсульфонатные лиганды, имеющие в составе сульфонатных групп атомы кислорода с неподе-ленными электронными парами, дополнительно координируются через атом кислорода с центральным атомом висмута, что приводит к увеличению его координационного числа до 7. Указанные дисульфонаты триарилвисмута также получали из триарилвисмута и аренсульфоновой кислоты в эфире в присутствии кислорода воздуха с выходом до 17 %.
Благодарности
Выражаем благодарность проф. В.В. Шарутину за рентгеноструктурный анализ кристаллов бис(2,5-дихлорбензолсульфоната) три(мета-толил)висмута, бис(2-нафталинсульфоната) три(пара-толил)висмута и помощь при работе над публикацией.
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. Vol. 44. P. 18215-18226. DOI: 10.1039/c5dt03335g.
2. Tiekink E.R.T. Antimony and Bismuth Compounds in Oncology // Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2002. Vol. 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. Vol. 19, no. 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. Vol. 437, no. 1. P. 41-46. DOI: 10.1016/j.ica.2015.07.008.
5. Synthesis, Characterization and Cytotoxicity of Some Triarylbismuth(V) Di(N-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. Vol. 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. Vol. 47. P. 971-980. DOI: 10.1039/C7DT04171C.
7. Goswami M., Ellern A., Pohl N.L.B. Bismuth(V)-Mediated Thioglycoside Activation // Angew. Chem., Int. Ed. 2013. Vol. 52. P. 8441-8445. DOI: 10.1002/anie.201304099.
8. Аренсульфонаты тетра- и трифенилвисмута. Синтез и строение / В.В. Шарутин, О.К. Ша-рутина, И.В. Егорова и др. // Изв. АН. Сер. хим. 1999. Т. 48, № 12. С. 2350-2354.
9. Шарутин В.В., Шарутина О.К., Сенчурин В.С. Синтез и строение бис(3,4-диметилбензолсульфоната) трифенилвисмута // Журнал. неорган. химии. 2016. Т. 61, № 3. С. 334-337. DOI: 10.7868/S0044457X16030211.
10. Шарутин В.В., Шарутина О.К. Синтез и строение бис(3,4-диметилбензолсульфоната) трис(3-метилфенилвисмута) // Журн. общ. химии. 2016. Т. 86, № 5. С. 811-814.
11. Шарутин В.В., Шарутина О.К. Синтез и строение сольвата бис(бензолсульфоната) трис(5-бром-2-метоксифенил)висмута с толуолом // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61, № 8. С. 1023-1027. DOI: 10.7868/S0044457X16080158.
12. Coordination Complexes of Ph3Sb2+ and Ph3Bi2+: Beyond Pnictonium Cations / A.P.M. Robertson, N. Burford, R. McDonald et al. // Angew. Chem., Int. Ed. 2014. Vol. 53, no. 13. P. 3480-3483. DOI: 10.1002/anie.201310613.
13. Шарутин В.В., Поддельский А.И., Шарутина О.К. Синтез, реакции и строение арильных соединений пятивалентной сурьмы // Коорд. химия. 2020. Т. 46, № 10. С. 579-648. DOI: 10.31857/S0132344X20100011.
14. Bruker. SMART and SAINT-Plus. Versions 5.0. Data Collection and Processing Software for the SMART System. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
15. 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.
16. OLEX2: Complete Structure Solution, Refinement and Analysis Program / O.V. Dolomanov, L.J. Bourhis, R.J. Gildea et al. // J. Appl. Cryst. 2009. Vol. 42. P. 339-341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.
17. Cambridge Crystallographic Data Center. 2019. ([email protected]; http://www.ccdc.cam.ac.uk).
18. Шарутин В.В., Шарутина О.К., Сенчурин В.С. Синтез и строение дикарбоксилатов три-мета-толилвисмута // Журн. неорган. химии. 2014. Т. 59, № 1. С. 42-46. DOI: 10.7868/S0044457X14010164.
19. 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.
20. Шарутин В.В., Шарутина О.К., Ефремов А.Н. Дикарбоксилаты триарилвисмута Ar3Bi[OC(O)R]2, Ar = p-Tol, R = CH2Cl; Ar = Ph, R = C6^OMe-2, CH=CHPh // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64, № 2. С. 159-164. DOI: 10.1134/S0044457X19020181.
21. 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. DOI: 10.1134/S107036321103008X.
22. Шарутин В.В., Сенчурин В.С., Шарутина О.К. Синтез и строение бис(1-адамантанкарбоксилата) трифенилвисмута // Журн. неорган. химии. 2011. Т. 56, № 10. С. 16441646. DOI: 10.1134/S0036023611100202.
23. Синтез и структура бис[3-(2-фурил)акрилата] трифенилвисмута Ph3Bi[O2CCH=CH(C4H3O)]2 и ди-мета-нитроциннамата трифенилвисмута Ph3Bi(O2CCH=CH-C6HNO2-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.
24. 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.
25. Synthesis and Structural Study of Triphenylbismuth ^«(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
26. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth 57's(3-phenylprop-2-enoate) / P.V. Andreev, N.V. Somov, O.S. Kalistratova et al. // Crystallogr. Rep. 2015. Vol. 60. P. 517-520. DOI: 10.1134/S1063774515040057.
27. Синтез и строение бис(2-фениламинобензоата) трифенилвисмута / В.В. Шарутин, И.В. Егорова, М.А. Казаков и др. // Журн. неорган. химии. 2009. Т. 54, № 7. С. 1156-1159. DOI: 10.1134/S0036023609070171.
28. Особенности строения дикарбоксилатов трифенилвисмута / В.В. Шарутин, Т.К. Иваненко, НА. Николаева и др. // Коорд. химия. 2006. Т. 32, № 9. С. 672-679. DOI: 10.1134/S1070328406090041.
29. Синтез и строение бис(фенилкарборанилкарбоксилата) трифенилвисмута / В.В. Шарутин,
B.С. Сенчурин, О.К. Шарутина и др. // Журн. общ. химии. 2010. Т. 80, № 10. С. 1630-1633. DOI: 10.1134/S1070363210100117.
30. Шарутин, В.В. Синтез и строение дикарбоксилатов трифенилвисмута Ph3Bi[OC(O)R]2 (R = C6H4OMe-2, C6H3(NO2)2-3,5, C=CPh) / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, Л.В. Кощеева // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66, № 10. С. 1407-1411. DOI: 10.31857/S0044457X21100160 .
31. Шарутин В.В., Шарутина О.К., Кощеева Л.В. Синтез и строение дикарбоксилатов трифе-нилвисмута Ph3Bi[OC(O)R]2 (R = CH2C6H4F-3, C6H3F2-2,3, C6HF4-2,3,4,5) // Журн. общ. химии. 2021. Т. 91, № 5. С. 758-762.
32. Шарутин В.В., Шарутина О.К. Синтез и строение бис(3,4-диметилбензолсульфоната) трис(3-метилфенил)висмута // Журн. общ. химии. 2016. Т. 86, № 5. С. 811-814. DOI: 10.1134/S1070363216050157.
33. Rüther R., Huber F., Preut H. Triorganoantimon- und Triorganobismut-disulfonate Kristall -und Molekülstrukturen von (C6H5)3M(O3SC6^)2 (M = Sb, Bi) // Z. anorg. allg. Chem. 1986. Vol. 539. P. 110-126. DOI: 10.1002/zaac.19865390811.
34. Consistent Van der Waals Radii for the Whole Main Group / M. Mantina, A.C. Chamberlin, R. Valero et al. // J. Phys. Chem. A. 2009. Vol. 113, № 19. P. 5806-5812. DOI: 10.1021/jp8111556.
35. Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. М.: МГУ, 2012. 54 с.
36. Инфракрасная спектроскопия органических и природных соединений: учебное пособие / А.В. Васильев, Е.В. Гриненко, А.О. Щукин и др. СПб.: СПбГЛТА, 2007. 54 с.
37. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST): Spectral Database for Organic Compounds, SDBS. URL: https://sdbs.db.aist.go.jp.
Механошина Евгения Сергеевна - магистр кафедры теоретической и прикладной химии, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: [email protected].
Рыбакова Анастасия Владимировна - кандидат химических наук, доцент кафедры теоретической и прикладной химии, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: [email protected]
Шарутин Владимир Викторович - доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник управления научной и инновационной деятельности, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: [email protected]
Поступила в редакцию 11 марта 2022 г.
DOI: 10.14529/chem220306
SYNTHESIS AND STRUCTURE OF TRI(META-TOLYL)BISMUTH BS(2,5-DICHLOROBENZENESULFONATE) AND TRI(PARA-TOLYL)BISMUTH B/S(1 -NAPHTHALENESULFONATE)
E.S. Mekhanoshina, [email protected] A.V. Rybakova, [email protected] V.V. Sharutin, [email protected]
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The interaction of tri(wefa-tolyl)bismuth with 2,5-dichlorobenzenesulfonic acid in the presence of tert-butyl hydroperoxide in ether has led to tri(weia-tolyl)bismuth bis(2,5-dichlorobenzenesulfonate) (1) yielding 83%. Similarly, tri(^ara-tolyl)bismuth bis(1-naphthalenesulfonate) (2) has been obtained yielding 78%. Compounds 1 and 2 have also been synthesized by the reaction of triarylbismuth with arenesulfonic acid in the presence of air oxygen yielding up to 20%. The X-ray structural analysis has been carried out on an automatic four-circle D8 Quest Bruker diffractometer (CCD detector, Mo ^„-radiation, X = 0.71073 A, graphite monochromator) at 293 K. Crystals 1 [C33H27O6S2Cl4Bi, M 934.45; monoclinic syngony, space group C2/c; cell parameters: a = 42.153(17), b = 11.644(5), c = 14.659(7) A; a = 90.00 deg., P = 102.73(2) deg., y = 90.00 deg.; V = 7018(5) A3; crystal size 0.33x0.28x0.13 mm3; index ranges -65 < h < 65, -18 < k < 18, -22 < l < 22; total reflections 90667; independent reflections 14068; Rint = 0.0709; GOOF 0.997; R1 = 0.0435, wR2 = 0.0683; residual electron density
(max/min) 1.41/—1.58 e/Â3], and 2 [C4iH35O6S2Bi, M896.79; monoclinic syngony, space group P21/n; cell parameters: a = 17.624(14), b = 11.898(6), c = 20.118(12) Â; a = 90.00 deg., ß = 99.17(4) deg., y = 90.00 deg.; V = 4165(5) Â3; crystal size 0.5x0.46x0.27 mm3; index ranges -31 < h < 22, -20 < k < 20, -35 < l < 36; total reflections 91024; independent reflections 24316; Rint = 0.2080; GOOF 1.059; R1 = 0.1083, wR2 = 0.2566; residual electron density (max/min) 7.23/-5.92 e/Â3]. The bismuth atoms have a distorted trigonal-bipyramidal coordination. The OBiO axial angles are 179.64(9) and 174.4(2) deg.. respectively; the sums of the CBiC angles in the equatorial plane are 360 deg. The Bi-O bond lengths are 2.291(3), 2.297(3) Â, and 2.269(8), 2.272(7) Â; the intervals of variation in the Bi-C equatorial bond lengths are 2.176(4)-2.187(3) Â and 2.159(10)-2.214(8) Â. Structures 1 and 2 contain intramolecular contacts between the bismuth atoms and the oxygen atom of the sulfonate ligands. The Bi- • O=C distances equal 3.309(3), 3.518(3) Â, and 3.355(14), 3.458(15), which is less than the sum of the Van der Waals radii of bismuth and oxygen (3.59 Â). Crystals 1 and 2 contain intermolecular contacts H-O (2.44-2.72 Â and 2.53-2.65 Â); intermolecular contacts Cl-H (2.81 Â) are present in crystals 1. Complete tables of atomic coordinates, bond lengths and bond angles for structures have been deposited at the Cambridge Crystallographic Data Centre (No. 2153155 (1), No. 2157446 (2); [email protected]; https://www.ccdc.cam.ac.uk).
Keywords: tri(meta-tolyl)bismuth, tri(para-tolyl)bismuth, 2,5-dichlorobenzenesulfonic acid, 1-naphthalenesulfonic, acid, tert-butyl hydroperoxide, tri(meta-tolyl)bismuth bis(2,5-dichlorobenzenesulfonate), tri(para-tolyl)bismuth bis(1-naphthalenesulfonate), 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;44:18215-18226. DOI: 10.1039/c5dt03335g.
2. Tiekink E.R.T. Antimony and Bismuth Compounds in Oncology. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2002;42(3):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;19(1):113-117. DOI: 10.1002/aoc.749.
4. Cui L., Bi C., Fan Y., Li X., Meng X., Zhang N., Zhang Z. Synthesis, Crystal Structures, DNA Interaction and Anticancer Activity of Organobismuth(V) Complexes. Inorgan. Chim. Acta. 2015;437(1):41-46. DOI: 10.1016/j.ica.2015.07.008.
5. Yu L., Ma Y.-Q., Wang G.-C., Song H.-B., Wang H.-G., Li J.-S., Cui J.-R., Wang R.-Q. Synthesis, Characterization and Cytotoxicity of Some Triarylbismuth(V) Di(N-p-toluenesulfonyl) Aminoace-tates and the Crystal Structure of (4-CH3C6H4SO2NHCH2CO2)2Bi(C6H4Cl-4)3. Appl. Organomet. Chem. 2004;18(4):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;47(3):971-980. DOI: 10.1039/C7DT04171C.
7. Goswami M., Ellern A., Pohl N.L.B. Bismuth(V)-Mediated Thioglycoside Activation. Angew. Chem., Int. Ed. 2013;52:8441-8445. DOI: 10.1002/anie.201304099.
8. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Egorova I.V., Kharsika A.N., Lodochnikova O.A., Gubaidullin A.T., Litvinov I.A. Synthesis and Structure of Tetra- and Triphenylbismuth Arenesulfonates. Russ. Chem. Bulletin. 1999;48(12):2325-2329. DOI: 10.1007/BF02498282.
9. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Senchurin V.S. Triphenylbismuth Bis(3,4-dimethylbenzene-sulfonate): Synthesis and Structure. Russ. J. Inorg. Chem. 2016;61(3):317-320. DOI: 10.1134/S0036023616030207.
10. Sharutin V.V., Sharutina O.K. Tris(3-methylphenyl)bismuth Bis(3,4-dimethylbenzene-sulfonate): Synthesis and Structure. Russ. J. Gen. Chem. 2016;86(5):1073-1076. DOI: 10.1134/S1070363216050157.
11. Sharutin V.V., Sharutina O.K. Tris(5-bromo-2-methoxyphenyl)bismuth Bis(benzenesulfonate) Solvate with Toluene. Synthesis and Structure. Russ. J. Inorg. Chem. 2016;61:975-978. DOI: 10.1134/S0036023616080155.
12. Robertson A.P.M., Burford N., McDonald R., Ferguson M.J. Coordination Complexes of Ph3Sb2+ and Ph3Bi2+:Beyond Pnictonium Cations. Angew. Chem., Int. Ed. 2014;53(13):3480-3483. DOI: 10.1002/anie.201310613.
13. Sharutin V.V., Poddel'sky A.I., Sharutina O.K. Aryl Compounds of Pentavalent Antimony: Syntheses, Reactions, and Structures. Russ. J. Coord. Chem. 2020;46:663-728. DOI: 10.1134/S1070328420100012.
14. Bruker. SMART and SAINT-Plus. Versions 5.0. Data Collection and Processing Software for the SMART System. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 1998.
15. 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.
16. Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J., Howard J.A.K., Puschmann H. OLEX2: a Complete Structure Solution, Refinement and Analysis Program. J. Appl. Cryst. 2009;42:339-341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.
17. Cambridge Crystallographic Data Center. 2019. ([email protected]; http : //www .ccdc.cam.ac .uk).
18. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Senchurin V.S. Synthesis and Structure of Tri-meta-tolylbismuth Dicarboxylates. Russ. J. Inorg. Chem. 2014;58(12):1470-1474. DOI: 10.1134/S003602361401015X.
19. Sharutin V.V., Egorova I.V., Sharutina О.К., Ivanenko Т.К., Gatilov Yu.V., Adonin N.A., Sta-richenko V.F. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Bis(fluorobenzoates). Russ. J. Coord. Chem. 2003;29:462-467. DOI: 10.1023/A:1024770728113.
20. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Efremov A.N. Triarylbismuth Dicarboxylates Ar3Bi[OC(O)R]2, Ar = p-Tol, R = CH2Cl;Ar = Ph, R = C6^OMe-2, CH=CHPh. Russ. J. Inorg. Chem. 2019;64:196-200. DOI: 10.1134/S0036023619020189.
21. 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;81(3):493-497. DOI: 10.1134/S107036321103008X.
22. Sharutin V.V., Senchurin V.S., Sharutina O.K. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Bis (1-adamantanecarboxylate). Russ. J. Inorg. Chem. 2011;56:1565-1569. DOI: 10.1134/S0036023611100202.
23. Gusakovskaya A.A., Kalistratova O.S., Andreev P.V., Gushchin A.V., Somov N.V., Chuprunov E.V. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Bis[3-(2-furyl)acrylate] Ph3Bi[O2CCH=CH(C4H3O)]2 and Triphenylbismuth Di-meta-nitrocinnamate Ph3Bi(O2CCH=CH-C6H4NO2-m)2. J. Appl. Cryst. 2018;63(2):186-190. DOI: 10.1134/S1063774518020062.
24. 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)CHab]2 (Hal = F, Cl): Synthesis and Structure. Russ. J. Inorg. Chem. 2017;62(8):1043-1047. DOI: 10.1134/S0036023617080174.
25. 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;2:28-33. DOI: 10.4236/csta.2013.21004.
26. 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;60:517-520. DOI: 10.1134/S1063774515040057.
27. 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;54(7):1095-1098. DOI: 10.1134/S0036023609070171.
28. Sharutin V.V., Ivanenko T.K., Nikolaeva N.A., Molokov A.A., Fukin G.K. Structures of Triphenylbismuth Dicarboxylates. Russ. J. Coord. Chem. 2006;32(9):644-651. DOI: 10.1134/S1070328406090041.
29. 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;80:1941-1944. DOI: 10.1134/S1070363210100117.
30. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Koshcheeva L.V. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Dicarboxylates Ph3Bi[OC(O)R]2 (R = C6H4OMe-2, C6H3(NO2)2-3,5, C=CPh). Russ. J. Inorg. Chem. 2021;66(10): 1407-1411. DOI: 10.31857/S0044457X21100160.
31. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Koshcheeva L.V. Synthesis and Structure of Triphenylbismuth Dicarboxylates Ph3Bi[OC(O)R]2 (R = CH2C6H4F-3, C6H3F2-2,3, C6HF4-2,3,4,5). Russ. J. Gen. Chem. 2021;91(5):758-762.
32. Sharutin V.V., Sharutina O.K. Synthesis and Structure of Tris(3-methylphenyl)bismuth Bis(3,4-dimethylbenzenesulfonate). Russ. J. Gen. Chem. 2016;86(5): 1073—1076. DOI: 10.1134/S1070363216050157.
33. Rüther R., Huber F., Preut H. Triorganoantimon- und Triorganobismut-disulfonate Kristall -und Molekülstrukturen von (C6H5)3M(O3SC6H5)2 (M = Sb, Bi). Z. anorg. allg. Chem. 1986;539:110-126. DOI: 10.1002/zaac.19865390811.
34. 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;113(19):5806-5812. DOI: 10.1021/jp8111556.
35. Tarasevich B.N. IR Spectra of the Main Classes of Organic Compounds. Reference Materials. Moscow, MSU Publ. 2012. 54 p.
36. Vasiliev A.V., Grinenko E.V., Schukin A.O., Fedulina T.G. Infrared Spectroscopy of Organic and Natural Compounds: Textbook. Saint-Petersburg, SPbGLTA Publ. 2007. 54 p.
37. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST): Spectral Database for Organic Compounds, SDBS. URL: https://sdbs.db.aist.go.jp.
Received 11 March 2022
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ
Механошина Е.С., Рыбакова А.В., Шарутин В.В. Синтез и строение бис(2,5-дихлорбензолсульфоната) три(мета-толил)висмута и бис(1-нафталинсульфоната) три(пара-толил)висмута // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». 2022. Т. 14, № 3. С. 51-61. Б01; 10.14529/сИеш220306
FOR CITATION
Mekhanoshina E.S., Rybakova A.V., Sharutin V.V. Synthesis and structure of tci(meta-toly\)bismuth bis(2,5-dichlorobenzenesulfonate) and tri(para-tolyl)bismuth bis(1-naphthalenesulfonate). Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry. 2022;14(3):51-61. (In Russ.). DOI: 10.14529/chem220306
