Formación de enlace C-C sigma reversible entre los ligandos de la fenantrolina activados por (C5Me5) 2Ybb

Área de la Ciencia:

• Química organometálica Química orgánica de los metales.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química del estado sólido.

Sus antecedentes:

• La estructura electrónica y las propiedades magnéticas de los compuestos organometálicos son cruciales para sus aplicaciones.
• Los adductos Cp*2Yb con ligandos diiminos exhiben diversos comportamientos electrónicos, influenciados por la elección del ligando.
• Estudios previos ponen de relieve las diferencias entre los adductos de 2,2′-bipiridina y 1,10-fenantrolina de Cp*2Yb.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la estructura electrónica y las propiedades magnéticas de los adductos de 1,10-fenantrolina de bis(pentametilciclopentadienil) yterbio (Cp*2Yb).
• Para aclarar el papel de la simetría orbital del ligando en la determinación de las características electrónicas y magnéticas.
• Para explorar las ramificaciones químicas de las estructuras electrónicas alteradas en estados de agregación de adyuctos.

Principales métodos:

• Síntesis y aislamiento de varios adutos de Cp*2Yb con ligandos de 1,10-fenantrolina sustituidos.
• Caracterización utilizando cristalografía de rayos X de estado sólido, mediciones de susceptibilidad magnética y espectroscopia de estructura de borde cercano de absorción de rayos X de borde LIII (XANES).
• Espectroscopia de RMN de temperatura variable (1) H para sondear el comportamiento del estado de solución y los equilibrios.

Principales resultados:

• Los adductos monoméricos de fenantrolina exhiben estados básicos tripletos con Yb trivalente (III) y aniones radicales de acoplamiento de intercambio débil.
• Los aductos de bipiridina muestran estados básicos multiconfigurativos, de caparazón abierto, con ytterbio de valencia intermedia.
• La simetría y los niveles de energía de los orbitales moleculares desocupados más bajos (LUMOs) del ligando dictan estas diferencias electrónicas; los orbitales π* accesibles de la fenantrolina conducen a propiedades distintas.
• Cp*2Yb(phen) existe como un dimero en el tolueno pero un monómero después de la sublimación, mientras que los adductos de fenantrolina sustituidos muestran equilibrios dimero-monómero en la solución.

Conclusiones:

• El número y la simetría de los LUMOs de ligandos accesibles son fundamentales para determinar la estructura electrónica y las propiedades magnéticas de los adductos Cp*2Yb.
• Las diferencias en la estructura electrónica conducen a una variada valencia de ytterbio y estados magnéticos fundamentales entre los adductos de fenantrolina y bipiridina.
• Los efectos de los sustituyentes en las orbitales de ligandos influyen en el comportamiento de agregación de los adductos Cp*2Yb, impactando sus estructuras de estado sólido y de solución.