CC BY
9
УДК 546.864+547.53.024 DOI: 10.14529/chem210405
СИНТЕЗ И СТРОЕНИЕ БИС(БУТ-3-ЕНОАТА) ТРИФЕНИЛВИСМУТА
П.Д. Дрожилкин1, А.И. Малеева1, П.В. Андреев1'2, А.В. Гущин1
1 Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород, Россия
2 Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН, г. Нижний Новгород, Россия
В результате взаимодействия трифенилвисмута и винилуксусной кислоты с трет-бутилгидропероксидом при комнатной температуре в эфире получено новое соединение бис(бут-3-еноат) трифенилвисмута Ph3Bi(O2CCH2CH=CH2)2 с выходом 60 %, температурой плавления 131 °С. В ИК-спектре вещества, записанном в таблетке KBr на приборе IR Pres-tige-21, Shimadzu (Япония), в диапазоне 4000-400 см-1 найдены сигналы валентных колебаний (V, см-1): 3054 (Ph-H), 2978 (CH2), 1600 (C=C), 1599 (COO-as); 1471, 1439, 1362 (COO-s), 919, 734, 680, 573 (Bi-C), 454 (Bi-O). В 1Н ЯМР спектре, снятом в дейтерохлоро-форме на спектрометре Agilent DD2 400 обнаружены сигналы (м. д.): 8,15 (dd, J = 8,3, 1,0 Hz, 6H), 7,59 (t, J = 7,6 Hz, 6H), 7,46 (dd, J = 11,0, 3,7 Hz, 3H), 5,76 (td, J = 17,1, 6,9 Hz, 2H), 4,96-4,86 (m, 4H), 2,86 (dt, J = 6,9, 1,3 Hz, 4H). 13C ЯМР: 40,44 (2C, -CH2-), 116,70 (2C, CH2=), 130,71 (3C, Ph), 131,13 (6C, Ph), 132,34 (6C, Ph), 133,90 (2C, =CH-), 160,38 (3C, Bi-C), 177,43 (2C, C=O). Методом РСА была найдена молекулярная структура соединения. РСА проводили на дифрактометре Oxford Diffraction Gemini Sapphire3 c использованием Mo Ка-излучения (X = 0,71073 Â, графитовый монохроматор) при T = 293 K. P2!/^ a = 12,7672(3), b = 22,0170(4), с = 8,9767(17) Â, P = 104,831(2)°, V = 2439,25(9) Â3, Z = 4. Атом висмута в структуре имеет искаженную тригонально-бипирамидальную координацию. Аксиальный угол O-Bi-O равен 171,5(2)°. Длины связей Bi-O и Bi-C равны соответственно 2,280(4)-2,310(3) и 2,197(7)-2,209(6) Â.
Ключевые слова: бис(бут-З-еноат) трифенилвисмута, трифенилвисмут, винилуксус-ная кислота, трет-бутилгидропероксид, синтез, рентгеноструктурный анализ, ИК, ЯМР.
Введение
В настоящее время получен и исследован широкий ряд производных трифенилвисмута с непредельными карбоновыми кислотами типа Ph3Bi[OC(O)R]2 и аналогичных производных сурьмы Ph3Sb[OC(O)R]2 [1, 2]. Интерес к такому типу соединений связан с потенциальными возможностями их применения. Некоторые карбоксилатные комплексы указанных типов проявляют противоопухолевую активность [3-5], используются для лечения лейшманиоза [6-8] или в качестве компонентов высокочувствительных молекулярных металлоорганических УФ резистов [9]. Активно развивается химия полимеров, содержащих висмут и сурьму. В литературе имеются данные о введении в поли-метилметакрилат, полиакриловую кислоту, в поливинилацетат металлических сурьмы и висмута в коллоидном состоянии [10, 11]. Сурьмаорганические производные могут либо встраиваться в основную цепь макромолекул [12, 13], либо фиксироваться в качестве заместителей в боковой цепи. Акри-латы, метакрилаты, винилбензоаты и другие производные сурьмы, способные к полимеризации, уже использованы для синтеза металлосодержащих полимеров на основе метилметакрилата, стирола, ви-нилацетата, акриловой кислоты, проявляющих фунгицидную и биоцидную активность [14, 15]. Добавки таких соединений в полимерные материалы улучшают их термическую [16] и радиационную стойкость, а также поглощение рентгеновского излучения [17].
Экспериментальная часть
Синтез бис(бут-З-еноата) трифенилвисмута. К 1,1 г (2,5 ммоль) трифенилвисмута в 6 мл эфира добавляли 0,43 мл (5 ммоль) винилуксусной кислоты и 0,28 мл 92,6%-ного раствора (2,5 ммоль) трет-бутилгидропероксида (Г11ТБ). Реакцию проводили в колбе при комнатной температуре. Через сутки выпавшие кристаллы отфильтровывали, промывали эфиром. Выход бис(бут-3-еноата) трифенилвисмута составил 60 %, т. пл. 131 °С.
ЯМР ХИ (400 МГц, CDCl3): 8,15 (dd, J = 8,3, 1,0 Hz, 6H), 7,59 (t, J = 7,6 Hz, 6H), 7,46 (dd, J = 11,0; 3,7 Hz, 3H), 5,76 (td, J = 17,1; 6,9 Hz, 2H), 4,96-4,86 (m, 4H), 2,86 (dt, J = 6,9; 1,3 Hz, 4H)._
ЯМР 13C: 40,44 (2C, -CH2-), 116,70 (2C, CH2=), 130,71 (3C, Ph), 131,13 (6C, Ph), 132,34 (6C, Ph), 133,90 (2C, =CH-), 160,38 (3C, Bi-С), 177,43 (2C, C=O).
ИК-спектр (v, см-1): 3054 (Ph-H), 2978 (CH2), 1600 (C=C), 1599 (COO-as); 1471, 1439, 1362 (COO-s), 919, 734, 680, 573 (Bi-C), 454 (Bi-O).
Физико-химические методы анализа
ИК-спектры записывались в таблетке KBr на приборе IR Prestige-21, Shimadzu (Япония) в диапазоне 4000-400 см-1 с использованием программы IRsolution V 1.30.
ЯМР спектры снимали в дейтерохлороформе на ЯМР-спектрометре Agilent DD2 400. Для расшифровки и моделирования спектров использовали программу MestReNowa 9.0.2 (демонстрационная версия).
Рентгеноструктурный анализ (РСА) исследуемых кристаллов был проведен на четырехкруж-ном рентгеновском дифрактометре Oxford Diffraction Gemini Sapphire3 (c использованием Mo Ka -излучения, X = 0,71073 Ä) при температуре 293 К. Сбор, редактирование данных, уточнение параметров элементарной ячейки, а также учет поглощения осуществлялся с помощью ПО дифрактометра CrysAlisPro [18]. Работа по решению структур и их уточнению проводились при помощи программного комплекса SHELX [19], c использованием графических оболочек WinGX [20] и ShelxLe [21]. Определение структуры проводилось прямыми методами, а уточнение - методом наименьших квадратов и разностного синтеза электронной плотности в анизотропном приближении для неводородных атомов. Положение водородных атомов для фенильных и винилацетатных фрагментов определяли геометрически, по модели наездника (длины связей d(C-H) = 0,96 Ä. U (H) = 1,5 U (C)). Основные
изо экв
данные рентгеноструктурного эксперимента и уточнения структуры представлены в табл. 1. Информация о длинах связей и валентных углах представлена в табл. 2 и 3 соответственно.
Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов для данной структуры можно найти в Кембриджском структурном банке данных (№ 1945774, deposit@ccdc.cam.ac.uk; http: //www .ccdc.cam.ac .uk).
Таблица 1
Кристаллографические данные, параметры эксперимента и уточнения структур соединения бис(бут-З-еноат) трифенилвисмута
Параметр Значение
Химическая формула C26H25B Ю4
Молярная масса, г/моль 610,44
Сингония Моноклинная
Температура, K 293(2)
Пространственная группа P 21/c
a, А 12,7672(3)
b, А 22,0170(4)
с, А 8,9767(17)
а, ° 90
в, ° 104,831 (2)
Y, ° 90
Объем, А3 2439,25(9)
Число формульных единиц, Z 4
Плотность, г/см3 1,662
д, mm-1 7,255
F(000) 1184
Размеры, мм 0,201 х 0,113 х 0,1
Диапазон по 0, ° 3,302-33,203
Диапазон индексов h, k, l -17 < h < 17,-30 < k < 30, -12 < l < 12
Полученные рефлексы, все/независимые/с/> 2o(I)/Rint 43481 / 6839 / 5629 / 0,0618
Число уточняемых параметров 280
GOOF 1,226
R-фактор для F2> 2 a(F2) R1 = 0,0530, wR2 = 0,1076
R-фактор для всех рефлексов R1 = 0,0683, wR2 = 0,1132
Остаточная электронная плотность, e- А-3 -0,981 / 2,401
Ta6n^a 2
Длины связей в соединении бис(бут-3-еноат) трифенилвисмута
Атомы Длина, А
Bi(1)-O(1) 2,310(3)
Bi(1)-O(3) 2,280(4)
Bi(1)-C(9) 2,209(6)
Bi(1)-C(15) 2,197(7)
Bi(1)-C(21) 2,198(7)
Таблица 3 Величины углов связей в соединении бис(бут-3-еноат) трифенилвисмута
Угол Величина, град.
C(9)-Bi(1)-C(21) 108,2(2)
C(9)-Bi(1)-O(1) 85,7(2)
C(9)-Bi(1)-O(3) 85,8(2)
C(9)-Bi(1)-C(15) 105,7(2)
C(21)-Bi(1)-O(1) 90,3(2)
C(21)-Bi(1 -O(3) 92,2(2)
C(21)-Bi(1)-C(15) 146,1(2)
O(1)-Bi(1)-O(3) 171,5(2)
O(1)-Bi(1)-C(15) 91,5(2)
O(3)-Bi(1)-C(15) 91,0(2)
Обсуждение результатов
При изучении ИК-спектра бис(бут-3-еноата) трифенилвисмута было проведено сопоставление данных со спектром известного комплекса сурьмы РЬ^Ь(02ССН2СН=СН2)2 [22, 23], а также со спектрами аналогичных производных сурьмы и висмута с изомерной бут-2-еновой (кротоновой) кислотой [24, 25].
Как видно из табл. 4, значение волнового числа асимметричных валентных колебаний vaС00 в соединении висмута РЬ3Б1(02ССН2СН=СН2)2 1600 см-1 заметно ниже, чем у соединения сурьмы РЬ^Ь(02ССН2СН=СН2)2 1641 см-1. У симметричных колебаний vsСОО наблюдается сдвиг в противоположную сторону. Это согласуется с данными спектров производных трифенилвисмута(У) и трифенилсурьмы(У) с коричной, сорбиновой и фурилакриловой кислотами [23].
Таблица 4
Валентные колебания группы СОО в диацилатных производных трифенилсурьмы и трифенилвисмута PhзM(O2CR)2 с изомерными бутеновыми кислотами, см-1
RCOOH Sb Bi
vsCOO vaCOO AVCOO vsCOO vaCOO AVcoo
CH2=CH-CH2-COOH 1320 1641 321 1362 1600 238
CH3-CH=CH-COOH 1334 1632 298 1355 1558 203
Симметричные и асимметричные валентные колебания могут служить хорошим показателем для определения характера связывания атома металла с карбоксилатными лигандами, поскольку далеко не для всех исследуемых соединений получается вырастить монокристалл хорошего качества и провести структурные исследования. В этих случаях данные ИК-спектроскопии оказываются весьма полезными [23, 26]. Если разница в значениях частот поглощения этих колебаний Av = va-vs больше 200 см-1, то характер связывания монодентатный, а если меньше - то бидентат-ный, что подтверждается данными рентгеноструктурного анализа. В случае, если значения Av очень близки к 200 см-1, однозначно судить о характере связывания сложно, и может наблюдаться как монодентатное, так и бидентатное связывание лигандов с атомом металла или же дополнительная координация атома кислорода карбонильной группы на атом сурьмы или висмута. Основные типы координации лигандов на атом металла, которые могут наблюдаться в диацилатных комплексах РЬ3М(02СЯ)2, показаны на рис. 1. Тип координации 1 - монодентатный, однако
во многих исследуемых соединениях соблюдается тип координации 2, так как расстояние между атомом металла и атомом кислорода карбонильной группы мало (что подтверждается РСА), и он координируется на металл. В этой работе под монодентаным связыванием подразумевается тип 2. Тип координации 3 - бидентатный, он наблюдается в нескольких исследуемых комплексах.
Я
А
РЬ—м'
V0
Я 1
Я
оАо \ /°РЬ РЬ—м' / \>РЬ
V0
Я 2
Я
(Л)
\ /°РЬ РЬ—м' / \>РЬ
V0
Я 3
Рис. 1. Основные типы координации лигандов на атом металла в дикарбоксилатных комплексах Ph3M(O2CR)2
Значения Дv представлены в табл. 4. В случае РЬ3Б1(02ССН2СН=СН2)2 Av = 238 см-1, что говорит о монодентатном связывании металла с дополнительной координацией одного атома кислорода (2 тип), так же, как у кротоната висмута Дv = 203 см-1. Аналогичные комплексы сурьмы с винилуксусной и кротоновой кислотами характеризуются значительно большими значениями Дг (321 и 298 см-1 соответственно) и большей долей монодентатности. Очевидно, сказывается больший радиус атома висмута и меньшая электроотрицательность.
При изучении данных РСА бис(бут-З-еноата) трифенилвисмута было установлено, что в исследуемом соединении атом висмута окружен двумя винилацетатными и тремя фенильными ли-гандами (рис. 2).
Рис. 2. Строение молекулы бис(бут-3-еноата) трифенилвисмута
Атом висмута имеет искаженную тригонально-бипирамидальную координацию [27], подобно ряду описанных карбоксилатов висмута(У) [28]. В вершинах находятся атомы кислорода, а в основании атомы углерода (см. рис. 2). Аксиальный угол 0(3)-Ш(1)-0(1) отличается от идеального значения 180° примерно на 8,5°. Отклонение атома висмута от плоскости основания (экваториальной), образованной атомами С(21), С(15), С(9) (см. рис. 2), составляет около 0,01 А. Длины экваториальных связей Б1-С одинаковы в пределах погрешности. Разница длин аксиальных связей Б1-0 для атома висмута не превышает 2 %.
Величины расстояний от атома висмута до карбонильных атомов кислорода Б1(1)-0(2) и Б1(1)-0(2) приведены в табл. 5. Эти величины близки друг к другу и значительно отличаются от суммы вандерваальсовых радиусов атомов висмута и углерода (3,7 А) [29].
Taблица 5
Расстояния до карбонильных атомов кислорода
Атомы Длина, Â
Bi(1) - O(2) 2,769
Bi(1) - O(4) 2,781
Упаковка представляет собой каркас молекул, связанных силами вандерваальса. Центры масс молекул занимают одну общую правильную систему точек пространственной группы Р21/с (рис. 3).
Рис. 3. Упаковка молекул в элементарной ячейке бис(бут-3-еноата) трифенилвисмута
Молекула бис(бут-3-еноата) трифенилвисмута имеет схожее геометрическое строение с молекулой бис(бут-2-еноата) трифенилвисмута [25]. В табл. 6 приведены некоторые параметры для сравнения.
Taблица 6
Сравнение строения бис(бут-3-еноата) трифенилвисмута и бис(бут-2-еноата) трифенилвисмута
Параметр сравнения Бис(бут-3 -еноат) трифенилвисмута Бис(бут-2-еноат) трифенилвисмута
Координационный полиэдр атома висмута Искаженная тригональная бипирамида Искаженная тригональная бипирамида
Аксиальные углы (0-Б1-0), град. 171,5(2) 172,6(4)
Расстояние от атома Б1 до экват. плоскости (С, С, С), А 0,011(2) 0,034(3)
Длины аксиальных связей, А 2,280(3)-2,310(4) 2,283(3)-2,309(5)
Длины экваториальных связей, А 2,197(7)-2,209(6) 2,204(4)-2,226(6)
Пространственная группа симметрии Р2:/с Р-1
Ъ 4 2
При схожей координации атома висмута и схожем строении лигандов наблюдается кристаллизация в разных пространственных группах симметрии, а также различное число формульных единиц.
Выводы
1. Впервые был синтезирован бис(бут-3-еноат) трифенилвисмута из трифенилвисмута, вини-луксусной кислоты и трет-бутилгидропероксида и с выходом 60 %.
2. Изучены ЯМР, ИК-спектры полученного соединения.
3. Методом РСА и установлено его молекулярное строение.
Работа выполнена в рамках базовой части государственного задания высшим учебным заведениям и научным организациям в сфере научной деятельности, проект № 3.6502.2017/БЧ (синтез комплекса, РСА) и 0729-2020-0039 (ИК, ЯМР).
Литература
1. Шарутин, В.В. Синтез, реакции и строение арильных соединений пятивалентной сурьмы / В.В. Шарутин, А.И. Поддельский, О.К. Шарутина // Коорд. хим. - 2020. - Т. 46, № 10. - С. 579648. DOI: 10.31857/S0132344X20100011.
2. Молекулярные и кристаллические структуры карбоксилатов три- и тетраарилсурьмы / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». -2011. - Вып. 6. - С. 47-60.
3. Synthesis, Structural Characterization and in vitro Antitumour Properties of Triorganoantimony(V) Disalicylates: Crystal and Molecular Structures of [5-Y-2-(HO)-C6H3COObSbMe3 (Y = H, Me, MeO) / C. Silvestru, I. Haiduc, R.T. Tiekink et al. // Appl. Organomet. Chem. - 1995. - V. 9, № 7. - P. 597-607. DOI: 10.1002/aoc.590090715.
4. Synthesis, Characterization and in vitro Antitumor Activity of Some Arylantimony Ferrocenecarboxylates and Crystal Structures of C5H5FeC5H4CO2SbPh4 and (C5H5FeC5H4CO2)2Sb(4-CH3C6H4)3 / R.C. Liu, Y.Q. Ma, L. Yu et al. // Appl. Organomet. Chem. -2003. - V. 17, № 9. - P. 662-668. DOI: 10.1002/aoc.491.
5. Synthesis, Crystal Structures and in vitro Antitumor Activities of Some Arylantimony Derivatives of Analogues of Demethylcantharimide / G. C. Wang, J. Xiao, L. Yu et al. // J. Organomet. Chem. - 2004. - V. 689, № 9. - P. 1631-1638. DOI: 10.1016/j.jorganchem.2004.02.015.
6. Mishra, J. Chemotherapy of Leishmaniasis: Past, Present and Future / J. Mishra, A. Saxena, S. Singh // Curr. Med. Chem. - 2007. - V. 14, № 10. - P. 1153-1169. DOI: 10.2174/092986707780362862.
7. Novel Triphenylantimony(V) and Triphenylbismuth(V) Complexes with Benzoic Acid Derivatives: Structural Characterization, in vitro Antileishmanial and Antibacterial Activities and Cytotoxicity against Macrophages / A. Islam, J.G. Da Silva, F.M. Berbet et al. // Molecules. - 2014. -V. 19, № 5. - P. 6009-6030. DOI:10.3390/molecules19056009.
8. Anti-leishmanial Activity of Heteroleptic Organometallic Sb(V) Compounds / M.I. Ali, M.K. Rauf, A. Badshah et al. // Dalton Trans. - 2013. - V. 42, № 48. - P. 16733-16741. DOI: 10.1039/c3dt51382c.
9. High-Sensitivity Molecular Organometallic Resist for EUV (MORE) / J. Passarelli, M. Murphy, R.D. Re et al. //Adwances in Patterning Materials and Processes XXXII. - 2015. - V. 9425, № 94250T. DOI: 10.1117/12.2086599.
10. Cardenas-Trivino, G. Synthesis and Molecular Weights of Metal Poly(methyl methacrylates) / G. Cardenas-Trivino, C. Retamal, K.J. Klabunde // Polym. Bull. (Berlin). - 1991. - V. 25, № 3. -P. 315-318. DOI: 10.1007/BF00316900.
11. Cardenas-Trivino, G. Thermogravimetric Studies of Metal Poly(Methylmethacrylates) / G. Cardenas-Trivino, C. Retamal, L.H. Tagle // Thermochim. Acta. - 1991. - V. 176. - P. 233-240. DOI: 10.1016/0040-6031(91)80278-Q.
12. Naka, K. Ring-Collapsed Radical Alternating Copolymerization of Phenyl-Substituted Cyclooligostibine and Acetylenic Compounds / K. Naka, A. Nakahashi, Y. Chujo // Macromolecules. -2006. - V. 39, № 24. - P. 8257-8262. DOI: 10.1021/ma061220l.
13. Naka, K. Periodic Terpolymerization of Cyclooligoarsine, Cyclooligostibine, and Acetylenic Compound / K. Naka, A. Nakahashi, Y. Chujo // Macromolecules. - 2007. - V. 40, № 5. - P. 13721376. DOI: 10.1021/ma0622332.
14. Котон, М.М. О реакционной способности металлоорганических соединений. // Металлоорганические соединения и радикалы, под ред. М.И. Кабачника / М.М. Котон. - М.: Наука, 1985. - С. 13-22.
15. Карраер, Ч. Металлоорганические полимеры / Ч. Карраер, Дж. Шитс, Ч. Питтмен. - М.: Мир, 1981. - 352 с.
16. Диакрилаты трифенилвисмута и трифенилсурьмы в синтезе металлосодержащего полиметилметакрилата / В.А. Додонов, А.В. Гущин, Ю.Л. Кузнецова, В.А Моругова // Вестник ННГУ. Серия химия. - 2004. - Вып. 1(4). - С. 86-94.
17. Kensuke, N. Ring-Collapsed Radical Alternating Copolymerization of Phenyl-Substituted Cyclooligostibine and Acetylenic Compounds / N. Kensuke, N. Akiko, C. Yoshiki // Macromolecules. -2006. - V. 39(24). - P. 8257-8262. DOI: 10.1021/ma061220l.
18. Agilent Technologies CrysAlisPro Software System / Agilent Technologies // Yarnton, Oxford, UK. - 2014.
19. Sheldrick G.M. Crystal Structure Refinement with SHELX / Sheldrick G.M. // Acta Cryst. -2015. - V. C71 - P. 3-8.
20. Farrugia L.J. WinGX and ORTEP for Windows: An Update / Farrugia L.J. // J. Appl. Crystal-logr. - 2012. - Vol. 45, № 4 - P. 849-854.
21. Hubschle C.B. ShelXle: A Qt Graphical User Interface for SHELXL / Hubschle C.B., Sheldrick G.M., Dittrich B. // J. Appl. Crystallogr. - 2011. - Vol. 44, № 6 - P. 1281-1284.
22. Синтез и строение дикротоната трифенилсурьмы // А.В. Гущин, О.С. Калистратова, Р.А. и др. // Вестник ННГУ. Сер. Химия. - 2013. - Вып. 1(1). - С. 86-90.
23. Исследование строения производных трифенилсурьмы^) и трифенилвисмута^) с некоторыми непредельными карбоновыми кислотами методом ИК-спектроскопии / А.В. Гущин, А.И. Малеева, О.С. Калистратова др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2021. - Т. 13, № 1. -С. 5-20. DOI: 10.14529/chem210101.
24. Синтез и исследование строения органических соединений сурьмы^) с непредельными карбоновыми кислотами Ph3Sb[OC(O)R]2 // А.И. Малеева, А.В. Гущин, О.С. Калистратова и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2019. - Т. 11, № 3. - С. 66-79. DOI: 10.14529/chem190308.
25. 5is(but-2-enoate) triphenylbismuth // P.V. Andreev, N.V. Somov, O.S. Kalistratova et al. // Acta Crystallogr. Section E. - 2013. - V. 69. - P. m 333. DOI: 10.1107/S1600536813013317.
26. Synthesis, Characterization and in vitro Antitumor Activity of Some Arylantimony Ferroce-nylcarboxylate Derivatives and the Crystal Structures of [C5H5FeC5H4C(CH3)=CHCOO]2Sb(C6H4F-4)3 and [4-(C5H5FeC5H4)C6H4COO]2Sb(C6H4F-4)3 // Lin Yu, Yong-Qiang Ma, Run-Chang Liu // Polyhedron. - 2004. - V. 23, № 9. - P. 823-829. D0I:10.1016/j.poly.2003.12.002.
27. Somov, N.V. On Quantitative Estimation of the Degree of Similarity of Coordination Polyhe-dra / N.V. Somov, P.V. Andreev // Crystallogr. Rep. - 2018. - V. 1, № 63. - P. 32-36.
28. Шарутин, В.В. Синтез, строение и применение арильных соединений висмута / В.В. Ша-рутин, Т.В. Мосунова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2020. - Т. 12, № 3. - С. 7-66. DOI: 10.14529/chem200301.
29. Batsanov, S.S. Van der Waals Radii of Elements / S.S. Batsanov // Inorg. Mater. - 2001. -V. 37, № 9. - P.871-885.
Дрожилкин Павел Дмитриевич - студент магистратуры кафедры кристаллографии и экспериментальной физики, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского. 603950, г. Н. Новгород, пр. Гагарина, 23. E-mail: pddrozhilkin@yandex.ru.
Малеева Алевтина Игоревна - аспирант кафедры органической химии, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского. 603950, г. Н. Новгород, пр. Гагарина, 23. E-mail: alevtinamaleeva@mail.ru.
Андреев Павел Валерьевич - кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ ННГУ). Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского. 603950, г. Н. Новгород, пр. Гагарина, 23; старший научный сотрудник, Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН, 603951, г. Н. Новгород, ул. Тропинина, 49. E-mail: andreev@phys.unn.ru.
Гущин Алексей Владимирович - доктор химических наук, профессор кафедры органической химии химического факультета, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского. 603950, г. Н. Новгород, пр. Гагарина, 23. E-mail: gushchin4@yandex.ru.
Поступила в редакцию 16 апреля 2021 г.
DOI: 10.14529/chem210405
SYNTHESIS AND ATOMIC STRUCTURE OF TRIPHENYLBISMUTH BIS(BUT-3-ENOATE)
P.D. Drozhilkin1, pddrozhilkin@yandex.ru A.I. Maleeva1,alevtinamaleeva@mail.ru P.V. Andreev1'2, andreev@phys.unn.ru A.V. Gushchin1, gushchin4@yandex.ru
1 Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, Nizhny Novgorod, Russian Federation
2 Institute of Chemistry of High-Purity Substances RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation
As a result of the interaction of triphenylbismuth and vinylacetic acid with tert-butyl hydroperoxide at ambient temperature in ether, a new compound triphenylbismuth bis(but-3-enoate) Ph3Bi(O2CCH2CH=CH2)2 was obtained with the 60% yield, and the melting point of 131 °C. In the IR spectrum of the substance recorded in the KBr pellet on an "IR Prestige-21" set, Shi-madzu, Japan, in the range of 4000-400 cm1, the signals of valence vibration (v, cm1) were found to equal 3054 (Ph-H), 2978 (CH2), 1600 (C=C), 1599 (COO-as); 1471, 1439, 1362 (COOs), 919, 734, 680; 573 (Bi-C), 454 (Bi-O). In the 1H NMR spectrum taken in deuterochloroform on an Agilent DD2 400 spectrometer, the following signals were detected: 8.15 (dd, J = 8.3, 1.0 Hz, 6H), 7.59 (t, J = 7.6 Hz, 6H), 7.46 (dd, J = 11.0, 3.7 Hz, 3H), 5.76 ( td, J = 17.1, 6.9 Hz, 2H), 4.96-4.86 (m, 4H), 2.86 (dt, J = 6.9, 1.3 Hz, 4H). 13C NMR: 40.44 (2C, -CH2-), 116.70 (2C, CH2=), 130.71 (3C, Ph), 131.13 (6C, Ph), 132.34 (6C, Ph), 133.90 (2C, =CH-), 160.38 (3C, Bi-C), 177.43 (2C, C=O). The molecular structure of the compound was found by X-ray diffraction. X-ray diffraction was performed on an Oxford Diffraction Gemini Sapphire3 diffractometer using Mo Ka radiation (X = 0.71073 Â, graphite monochromator) at T = 293 K. P2i/s, a = 12.7672(3), b = 22.0170(4), c = 8.9767(17) Â, P = 104.831(2)°, V = 2439.25(9) Â3, Z = 4. The bismuth atom in the structure has a distorted trigonal-bipyramidal coordination. The O-Bi-O axial angle is 171.5 (2)°. The Bi-O and Bi-C bond lengths are 2.280(4)-2.310(3) and 2.197(7)-2.209(6) Â.
Keywords: triphenylvismuth bis(but-3-enoate), triphenylvismuth, vinylacetic acid, synthesis, tert-butyl hydroperoxide, X-ray diffraction analysis, IR, NMR
References
1. Sharutin V.V., Poddel'sky A.I., Sharutina O.K. [Aryl Compounds of Pentavalent Antimony: Syntheses, Reactions, and Structures]. Russ. J. Coord. Chem., 2020, vol. 46, no. 10, pp. 579-648. (in Russ.). DOI: 10.31857/S0132344X20100011.
2. Sharutin V.V., Senchurin V.S., Sharutina O.K., Chagarova O.V. [Molecular and Crystal Structures of Tri- and Tetraarylantimony Carboxylates]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry, 2011, vol. 6, pp. 47-60. (in Russ.)
3. Silvestru C., Haiduc I., Tiekink R.T., de Vos D., Biesemans M., Willem R., Gielen M. Synthesis, Structural Characterization and in vitro Antitumour Properties of Triorganoantimony(V) Disalicy-lates: Crystal and Molecular Structures of [5-Y-2-(HO)-C6H3COO]2SbMe3 (Y = H, Me, MeO). Appl. Organomet. Chem, 1995, vol. 9, no. 7, pp. 597-607. DOI: 10.1002/aoc.590090715.
4. Liu R.C., Ma Y.Q., Yu L., Li J.S., Cui J.R., Wang R.Q. Synthesis, Characterization and in vitro Antitumor Activity of Some Arylantimony Ferrocenecarboxylates and Crystal Structures of C5H5FeC5H4CO2SbPh4 and (C5H5FeC5H4CO2)2Sb(4-CH3C6H4)3. Appl. Organomet. Chem, 2003, vol. 17, no. 9, pp. 662-668. DOI: 10.1002/aoc.491.
5. Wang G.C., Xiao J., Yu L., Li J.S., Cui J.R., Wang R.Q., Ran F.X. Synthesis, Crystal Structures and in vitro Antitumor Activities of Some Arylantimony Derivatives of Analogues of Demethylcantha-rimide. J. Organomet. Chem, 2004, vol. 689, no. 9, pp. 1631-1638. DOI: 10.1016/j.jorganchem.2004.02.015.
6. Mishra J., Saxena A., Singh S. Chemotherapy of Leishmaniasis: Past, Present and Future. Curr. Med. Chem, 2007, vol. 14, no. 10, pp. 1153-1169. DOI: 10.2174/092986707780362862.
7. Islam A., Da Silva J.G., Berbet F.M., Da Silva S.M., Rodrigues B.L., Beraldo H., Melo M.N., Frezard F., Demicheli C. Novel Triphenylantimony(V) and Triphenylbismuth(V) Complexes with Ben-
zoic Acid Derivatives: Structural Characterization, in vitro Antileishmanial and Antibacterial Activities and Cytotoxicity against Macrophages. Molecules, 2014, vol. 19, no. 5, pp. 6009-6030. D01:10.3390/molecules19056009.
8. Ali M.I., Rauf M.K., Badshah A., Kumar I., Forsyth C.M., Junk P.C., Kedzierski L., Andrews P.C. Anti-leishmanial Activity of Heteroleptic Organometallic Sb(V) Compounds. Dalton Trans, 2013, vol. 42, no. 48, pp. 16733-16741. DOI: 10.1039/c3dt51382c.
9. Passarelli J., Murphy M., Re R.D., Sortland M., Dousharm L., Vockenhuber M., Ekinci Y., Neisser M. High-Sensitivity Molecular Organometallic Resist for EUV (MORE). Adwances in Patterning Materials and Processes XXXII, 2015, vol. 9425, no. 94250T. DOI: 10.1117/12.2086599.
10. Cardenas-Trivino G., Retamal C., Klabunde K.J. Synthesis and Molecular Weights of Metal Poly(methylmethacrylates). Polym. Bull. (Berlin), 1991, vol. 25, no. 3, pp. 315-318. DOI: 10.1007/BF00316900.
11. Cardenas-Trivino G., Retamal C., Tagle L.H. Thermogravimetric Studies of Metal Poly(methylmethacrylates). Thermochim. Acta, 1991, vol. 176. pp. 233-240. DOI: 10.1016/00406031(91)80278-Q.
12. Naka K., Nakahashi A., Chujo Y. Ring-Collapsed Radical Alternating Copolymerization of Phenyl-Substituted Cyclooligostibine and Acetylenic Compounds. Macromolecules, 2006, vol. 39, no. 24, pp. 8257-8262. DOI: 10.1021/ma061220l.
13. Naka K., Nakahashi A., Chujo Y. Periodic Terpolymerization of Cyclooligoarsine, Cyclooligostibine, and Acetylenic Compound. Macromolecules, 2007, vol. 40, no. 5, pp. 1372-1376. DOI: 10.1021/ma0622332.
14. Coton M.M. O Reaktsionnoi Sposobnosti Metalloorgancheskikh Soyedinenii. Metalloorgani-cheskie Soedineniya i Radikaly [On the Reactivity of Organometallic Compounds. Organometallic Compounds and Radicals]. Ed. by M.I. Kabachnik. Moscow, Nauka Publ., 1985, pp. 13-22. (in Russ.)
15. Carrer C., Sheets J., Pittman C. Metalloorganicheskie polimery [Organometallic Polymers]. Moscow, Mir Publ., 1981. 352 p. (in Russ.)
16. Dodonov V.A., Gushchin A.V., Kuznetsova J.L., Morugova V.A. [Diacrylates of Triphenyl-bismuth and Triphenylantimony in the Synthesis of Metal-Containing Polymethylmethacrylate]. Vestnik of Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod. Ser. Chemistry, 2004. vol. 1, no. 4, pp. 86-94. (in Russ.)
17. Kensuke N., Akiko N., Yoshiki C. Ring-Collapsed Radical Alternating Copolymerization of Phenyl-Substituted Cyclooligostibine and Acetylenic Compounds. Macromolecules, 2006, vol. 39(24), pp. 8257-8262. DOI: 10.1021/ma061220l.
18. Agilent Technologies CrysAlisPro Software System. Agilent Technologies. Yarnton, Oxford, UK, 2014.
19. Sheldrick G.M. Crystal Structure Refinement with SHELX. Acta Cryst, 2015, vol. C71, pp. 3-8.
20. Farrugia L.J. WinGX and ORTEP for Windows: An Update. J. Appl. Crystallogr., 2012, vol. 45, no. 4, pp. 849-854.
21. Hubschle C.B., Sheldrick G.M., Dittrich B. ShelXle: A Qt Graphical User Interface for SHELXL. J. Appl. Crystallogr., 2011, vol. 44, no. 6, pp. 1281-1284.
22. Gushchin A.V., Kalistratova O.S., Verkhovykh R.A., Somov N.V., Shashkin D.V., Dodonov V.A. [Synthesis and Structure of Triphenylantimony Dicrotonate]. Vestnik of Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod. Ser. Chemistry, 2013, no. 1(1), pp. 86-90. (in Russ.).
23. Gushchin A.V., Maleeva A.I., Kalistratova O.S., Hamaletdinova N.M. [The Structure Study of Triphenylantimony(V) and Triphenylbismuth(V) Derivatives with Some Unsaturated Carboxylic Acids by IR Spectroscopy]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry, 2021, vol. 13, no. 1, pp. 5-20. (in Russ.). DOI: 10.14529/chem210101.
24. Maleeva A.I., Gushchin A.V., Kalistratova O.S., Andreev P.V., Somov N.V. [Synthesis and Structure Investigation of Organic Compounds of Antimony (V) with Unsaturated Carbonic Acids Ph3Sb[OC(O)R]2]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry, 2019, vol. 11, no. 3, pp. 66-79. (in Russ.). DOI: 10.14529/chem190308.
25. Andreev P.V., Somov N.V., Kalistratova O.S., Gushchin A.V., Chuprunov E.V. Bis(but-2-enoate) Triphenylbismuth. Acta Crystallogr., Section E, 2013, E69, m333. DOI: 10.1107/S1600536813013317.
26. Yu L., Ma Y.-Q., Liu R.-Ch., Wang G.-C., Li J.-Sh., Du G.-H., Hu J.-J. Synthesis, Characterization and in vitro Antitumor Activity of Some Arylantimony Ferrocenylcarboxylate Derivatives and the Crystal Structures of [C5H5FeC5H4C(CH3)=CHCOO]2Sb(C6H4F-4)3 and [4-(C5H5FeC5H4)C6H4COO]2Sb(C6H4F-4)3. Polyhedron, 2004, vol. 23, pp. 823-829. DOI: 10.1016/j.poly.2003.12.002.
27. Somov N.V., Andreev P.V. On Quantitative Estimation of the Degree of Similarity of Coordination Polyhedra. Crystallogr. Rep., 2018, vol. 1, no. 63, pp. 32-36.
28. Sharutin V.V., Mosunova T.V. [Synthesis, Structure and Application of Aryl Bismuth Compounds]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry, 2020, vol. 12, no. 3, pp. 7-66. (in Russ.) DOI: 10.14529/chem200301.
29. Batsanov S.S. Van der Waals Radii of Elements. Inorg. Mater., 2001, vol. 37, no. 9, pp. 871885.
Received 16 April 2021
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ
Синтез и строение бис(бут-З-еноата) трифенилвисмута / П.Д. Дрожилкин, А.И. Малеева, П.В. Андреев, А.В. Гущин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». -2021. - Т. 13, № 4. - С. 72-81. DOI: 10.14529/chem210405
FOR CITATION
Drozhilkin P.D., Maleeva A.I., Andreev P.V., Gushchin A.V. Synthesis and Atomic Structure of Triphenylbismuth Bis(but-3-enoate). Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry. 2021, vol. 13, no. 4, pp. 72-81. (in Russ.). DOI: 10.14529/chem210405
