Синтез и строение гидрата иодида этилтрифенилфосфония [Ph3PEt]i · 0,5 H2O Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Химия элементоорганических соединений

УДК 546.185 DOI: 10.14529/chem180105

СИНТЕЗ И СТРОЕНИЕ ГИДРАТА ИОДИДА ЭТИЛТРИФЕНИЛФОСФОНИЯ [Ph3PEt]I • 0,5 H2O

П.В. Андреев1, В.В. Шарутин2, О.К. Шарутина2

1 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород, Россия

2 Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия

Взаимодействием хлорида этилтрифенилфосфония с иодистым калием в воде синтезирован гидрат иодида этилтрифенилфосфония [Ph3PEt]I • 0.5 H2O, строение которого установлено методом РСА.

Ключевые слова: гидрат, иодид, этилтрифенилфосфоний, синтез, строение, рентгеноструктурный анализ.

Введение

В настоящее время известно более 10 структурно охарактеризованных иодидов трифенилал-килфосфония; значительно меньшим числом представлены иодиды, содержащие в кристалле сольватные молекулы растворителя [1]. Гидраты кристаллов иодидов трифенилалкилфосфония к настоящему времени неизвестны.

Экспериментальная часть

Синтез [Ph3PEt]+I- ■ 0,5 H2O (1). К раствору 166 мг (1,000 ммоль) иодида калия в 5 мл воды прибавляли 326 мг (1,000 ммоль) хлорида этилтрифенилфосфония в 5 мл воды. Выпавшие в осадок бесцветные кристаллы фильтровали, промывали водой и сушили. Получили 410 мг (94 %) гидрата иодида этилтрифенилфосфония с т. пл. 165 °С. ИК спектр (v, см-1): 3547, 3464, 3049, 3007, 2924, 2885, 1988, 1915, 1836, 1780, 1691, 1585, 1485, 1452, 1436, 1409, 1384, 1342, 1315, 1263, 1238, 1190, 1163, 1112, 1033, 1012, 997, 862, 756, 736, 723, 690, 667, 615, 532, 507, 487, 457, 430. Найдено, %: С 55,13; Н 4,51. C20H21IO05P. Вычислено, %: 56,21; Н 4,92.

ИК-спектр соединения 1 записывали на ИК-Фурье спектрометре Shimadzu IRAffinity-1S в таблетке KBr в области 4000-400 см-1.

Рентгеноструктурный анализ (РСА) кристалла 1 проведен на автоматическом четырехкружном дифрактометре Xcalibur GeminiS фирмы Oxford Diffraction (Mo Ka-излучение, X = 0,71073 Â, графитовый монохроматор) при комнатной температуре. Сбор, редактирование данных и уточнение параметров элементарной ячейки, а также учет поглощения проведены с помощью программы CrysAlisPro [2]. Определение и уточнение атомной структуры кристаллов выполнено в комплексе программ SHELX [3] с использованием программы SHELXLe [4]. Структура соединения 1 определена прямым методом и уточнена методом наименьших квадратов в анизотропном приближении для неводородных атомов. Положение атомов водорода уточняли по модели наездника £/изо(Н) = 1,2Ц,кв(С) (1,5^экв(С) для метильных фрагментов). Кристаллографические данные и результаты уточнения структур приведены в табл. 1, геометрические характеристики координационного полиэдра атома фосфора - в табл. 2.

Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1554538, http://www.ccdc.cam.ac.uk).

Химия элементоорганических соединений_

Таблица 1

Кристаллографические данные, параметры эксперимента и уточнения структур соединения 1

Параметр Значение

M 424,82

Сингония Моноклинная

T, K 293(2)

Пр. группа P 2i/c

a, A 10,8054(2)

b, A 14,2764(3)

c, A 12,9748(3)

a, ° 90

в, ° 102,677(2)

Y, ° 90

V, A3 1952,73(7)

Z 4

p (выч.), г/см3 1,445

ц, mm-1 1,72

F(000) 847

Размер кристалла, мм 0,209 х 0,172 х 0,116

Область сбора данных по 29, град 3,371 - 30,508

-15 < h < 15

Интервалы индексов отражений -20 < k < 20

-18 < l < 18

Измерено отражений 38696

Независимых отражений 5964

Rint 0404

Число уточняемых параметров 299

GOOF 1,13

R-факторы по F2> 2a(F2) R1 = 0,0348

wR2 = 0,076

R-факторы по всем отражениям R1 = 0,0439

WR2 = 0,0803

Остаточная электронная плотность (min/max), Э/A3 -0,523 / 0,777

Таблица 2

Основные длины связей (С) и валентные углы (ш) в структуре соединения 1

Связь Длина, A Угол Ю, °

C(1)-P(1) 1,7996(19) C(21)P(1)C(7) 110,50(11)

C(7)-P(1) 1,798(2) C(21)P(1)C(11) 110,75(10)

C(11)-P(1) 1,799(2) C(7)P(1)C(11) 108,34(10)

C(21)-P(1) 1,792(2) C(21)P(1)C(1) 107,32(9)

C(7)P(1)C(1) 108,94(10)

C(11)P(1)C(1) 110,99(10)

Обсуждение результатов

Известно, что иодиды тетраорганилфосфония, -стибония и -висмутония с донорами атомов иода образуют комплексы ионного строения с полиядерными анионами [5, 6] либо с набором простых анионов, например, иод-анионов и трииодид-анионов [7].

Согласно данным РСА, кристалл 1 состоит из катионов трифенилэтилфосфония, анионов иода и молекул воды. Координация атома фосфора Р(1) в катионе близка к тетраэдрической, углы СРС отличаются от идеальных не более чем на 2°. В независимом фрагменте содержится один

Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry.

2018, vol. 10, no. 1, pp. 43-47

Андреев П.В., Шарутин В.В., Синтез и строениегидрата иодида

Шарутина О.К. этилтрифенилфосфония ^зРЕЦ! • 0,5Н20

катион [Р^РС2Н5]+, один анион [I]- и в среднем 0,37 молекул воды (рис. 1). Упаковка молекул в кристалле образует канальную структуру. В каналах, образованных каркасом катионов соединения 1 вдоль направления [001], располагаются молекулы воды и анионы йода (рис. 2).

Рис. 1. Симметрично-независимый фрагмент атомной структуры кристалла 1

Рис. 2. Схема канальной структуры в кристалле соединения 1

При этом положение йода в элементарной ячейке статистически разупорядочено между двумя близкими (0,45 А) позициями, молекула воды замещает свою позицию в кристалле лишь на 37 %.

Выводы

Таким образом, из хлорида этилтрифенилфосфония и иодистого калия в воде синтезирован гидрат иодида этилтрифенилфосфония, строение которого установлено методом РСА.

Химия элементоорганических соединений

Литература

1. The Cambridge Structural Database / C.R. Groom, I.J. Bruno, M.P. Lightfoot and S.C. Ward // Acta Crystallogr. Sect. B Struct. Sci. Cryst. Eng. Mater. - 2016. - V. 72, no. 2. - P. 171-179. DOI: 10.1107/S2052520616003954.

2. CrysAlisPro 1.171.39.6b (Rigaku Oxford Diffraction, 2015).

3. Sheldrick, G.M. A short history of SHELX / Acta Cryst. - 2008. - V. A64. - P. 112-122. DOI: 10.1107/S0108767307043930.

4. Hubschle, C.B. ShelXle: a Qt graphical user interface for SHELXL / C.B. Hubschle, G.M. Sheldrick, B. Dittrich // Journal of Applied Crystallography - 2011. - V. 44. - P. 1281-1284. DOI: 10.1107/S0021889811043202.

5. Adonin, S.A. Polynuclear halide complexes of Bi(III): From structural diversity to the new properties / S.A. Adonin, M.N. Sokolov, V.P. Fedin // Coord. Chem. Rev. - 2016. - V. 312. - P. 1-21. DOI: 10.1016/j.ccr.2015.10.010.

6. Синтез и строение комплексов висмута [p-Tol4P]2+ [Bi2I8(THF)2]2- [p-Tol4Sb]2+ [Bi2I8(THF)2]2-[p-Tol4P]2+ [Bi2I8(DMSO)2]2-, [Bu4P]n+ [(ВЫт)пГ, [?-Tol4P]n+ [(Bi2b)nr, [p-Tol4Sb]n+ [(Bi^nf- / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, Р.М. Хисамов, В.С. Сенчурин // Журн. неорган. химии. - 2017. -Т. 62, № 6. - С. 782-793.

7. Кристаллическая структура иодида трифениламилфосфония и тетраиодида трифениламил-фосфония: [PH3AMP]I, [PH3AMP]2I4 / В.В. Шарутин, В.С. Сенчурин, О.К. Шарутина, Б.Б. Кункур-донова // Журн. неорган. химии. - 2012. - V. 57, № 1. - P. 63-67.

Андреев Павел Валерьевич - ассистент кафедры кристаллографии и экспериментальной физики, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского. 603950, г. Н. Новгород, пр. Гагарина, 23А. E-mail: andreev@phys.unn.ru

Шарутин Владимир Викторович - доктор химических наук, профессор, старший научный сотрудник УНИД, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: vvsharutin@rambler.ru.

Шарутина Ольга Константиновна - доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической и прикладной химии, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: sharutinao@mail.ru.

Поступила в редакцию 8 октября 2017 г.

DOI: 10.14529/chem180105

SYNTHESIS AND STRUCTURE OF ETHYL TRIPHENYL PHOSPHONIUM IODIDE [Ph3PEt]I0.5 H2O

P.V. Andreev1, Andreev@phys.unn.ru

V.V. Sharutin2, vvsharutin@rambler.ru

O.K. Sharutina2, sharutinao@mail.ru

1 Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod, Nizhny Novgorod, Russian Federation

2 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

Interaction of ethyl triphenyl phosphonium with potassium iodide in water has led to synthesis of ethyl triphenyl phosphonium iodide [Ph3PEt]I- 0.5 H2O, whose structure has been established by the X-ray diffraction method.

Keywords: hydrate, iodide, ethyl triphenyl phosphonium, synthesis, structure, X-ray diffraction analysis.

Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry.

2018, vol. 10, no. 1, pp. 43-47

Андреев П.В., Шарутин В.В., Шарутина О.К.

Синтез и строениегидрата иодида этилтрифенилфосфония [Ph3PEt]I ■ 0,5Н20

References

1. Groom C.R., Bruno I.J., Lightfoot M.P., Ward S.C. [The Cambridge Structural Database]. Acta Crystallogr. Sect. B Struct. Sci. Cryst. Eng. Mater, 2016, vol. 72, no. 2, pp. 171-179.

2. CrysAlisPro 1.171.39.6b (Rigaku Oxford Diffraction, 2015).

3. Sheldrick G.M., [A short history of SHELX]. Acta Cryst. A, 2008, vol. 64, pp. 112-122.

4. Hubschle C.B., Sheldrick G.M., Dittrich.B. [ShelXle: a Qt Graphical User Interface for SHELXL]. Journal of Applied Crystallography, 2011, vol. 44, pp. 1281-1284.

5. Adonin S.A., Sokolov M.N., Fedin V.P. [Polynuclear Halide Complexes of Bi(III): From Structural Diversity to the New Properties]. Coord. Chem. Rev, 2016, no. 312, pp. 1-21.

6. Sharutin V.V., Sharutina O.K., Khisamov R.M., Senchurin V.S. [Bismuth Complexes [p-Tol4P]2+ [Bi2I8(THF)2]2-, [p-Tol4Sb]2+ [Bi2l8(THF)2]2-, [p-Tol4P]2+ [Bi2I8(DMSO)2]2- [Bu4P]n+ [(Bi2I7)n]n-[p-Tol4P]n+ [(Bi2I7)n]n- and [p-Tol4Sb]n+ [(Bi2I7)n]n : Synthesis and Structure]. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2017, vol. 62, no. 6, pp. 766-776. DOI: 10.1134/S0036023617060201.

7. Sharutin. V.V., Senchyrin V.S., Sharutina O.K., Kunkurdonova B.B, [Crystal Structures of Triphenylamylphosphonium Iodide [Ph3AmP]I4 and Triphenylamylphosphonium Tetraiodide [Ph3AmP] I4]. Russ. J. Inorg. Chem, 2012, vol. 57, no. 1, pp. 57-61. DOI: 10.1134/S0036023612010214.

Received 8 October 2017

ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ

Андреев, П.В. Синтез и строение гидрата иодида этилтрифенилфосфония [Ph3PEt]I • 0,5H2O / П.В. Андреев, В.В. Шарутин, О.К. Шарутина // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2018. - Т. 10, № 1. - С. 43-47. DOI: 10.14529/chem180105

FOR CITATION

Andreev P.V., Sharutin V.V., Sharutina O.K. Synthesis and Structure of Ethyl Triphenyl Phosphonium Iodide [Ph3PEt]I • 0.5 H2O. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Chemistry. 2018, vol. 10, no. 1, pp. 43-47. (in Russ.). DOI: 10.14529/chem180105