Файл: Краббе П. Применение хироптических методов в химии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

100 Глава 6

филле или витамине В ! 2 ) сравнительно редки [577, 578]. Несмотря на трудности, связанные с расщеплением,

многочисленные комплексы

металлов

были

исследованы

с помощью методов Д О В

и К Д , так

как

хироптические

свойства позволяют изучить в одно и то ж е время опти­

ческую активность как

таковую,

а т а к ж е

симметрию

и

стереохимию

молекулы.

Например, с помощью Д О В

и

К Д можно

исследовать

явление

изомерии,

обусловлен­

ной непланарностью хелатных циклов, как в случае ком­ плексов аминов. Кроме того, эффекты Коттона наблю­ даются для переходов, соответствующих направлениям поляризации, которые параллельны или перпендикуляр­

ны осям симметрии, главным образом для

d—»d-nepe-

хода в длинноволновой области [21, 576, 649,

650].

Опубликована работа, посвященная применению экситонной теории [39—41] для определения абсолютной кон­ фигурации неорганических комплексов [651—653]. Этот метод можно применить для изучения класса диссимметрических координационных соединений, содержащих со­ пряженные лиганды, представленные тремя сильно коор­ динирующимися лигандами: о-фенантролином, 2,2'-ди- пиридилом и ионом ацетилацетоната [651—653].

Обычно длинноволновая полоса поглощения комплек­ сов переходных металлов обусловлена электронным пе­ реходом магнитно-дипольного типа. Измерены оптические характеристики нескольких комплексов металлов с сим­ метрией более низкой, чем диэдрическая, а т а к ж е комп­ лексов с тремя бидентатными лигандами, что помогло отнести спектроскопические переходы и определить аб­ солютную конфигурацию. Теоретически изучены т а к ж е причины возникновения оптической активности в комп­ лексах металлов. Вклады методов Д О В и К Д в исследо­ вания в этой области являются фундаментальными, по­ скольку знак вращения при одной определенной длине волны нельзя использовать для определения конфигура­ ции различных соединений, т а к к а к они имеют несколько полос поглощения.

Об асимметрической индукции, возникающей под влиянием етор-бутильной группы в олефине, когда по крайней мере один ненасыщенный углеродный атом ста­ новится асимметрическим при образовании комплекса


Комплексы металлов

101

олефина с переходным металлом, имеется мало данных. Недавно проведенное исследование с помощью КД пока­ зало, что асимметрический атом углерода во sropбутиль-

ной

группе, первоначально

присутствующий в цис- и

гранс-дихлоро[ (бензнламин) (олефин)]платине(II),

инду­

цирует противоположную

абсолютную

конфигурацию

третичного углеродного атома, связанного с атомом

пла­

тины

[654]. Кроме того, метод К Д помог

выяснить

меха­

низм реакции граяс-присоединения нуклеофила к

пла­

тине ( I I ) , координированной

с олефином

[655].

 

Поскольку ионы аминокислот образуют устойчивые хелатные соединения с различными металлами, их кон­ фигурацию можно установить исходя из оптических свойств. Изучение К Д комплексов типа Со[(ЫНз)5-ь-ами-

нокислота-Н]Х3 показывает, что они имеют

симметрию

[656,657]. Комплексы никеля(II) [284, 658] и меди(II)'

[285, 286] с аминокислотами т а к ж е были

исследованы

с помощью КД . Полученные в этом случае данные для комплексов меди нельзя объяснить с позиций правила октантов или квадрантов. Вместо этого предлагается правило гексадекантов, которое объясняет сходство зна­ ков и аддитивность эффектов, наблюдаемых для этих

комплексов [285, 286]. Например, для

некоторых классов

симметрии Г52 кривые К Д различаются

в зависимости от

природы лигандов: бис-диамино-цис-Со-(еп)г1-2+

имеет

различное число полос в соответствии

с тем,

является ли

L моно-

или бидентатным лигандом

[659].

 

 

Д л я

октаэдрических комплексов

Со(П1)

предложено

правило

октантов, согласно которому

для классов

дан ­

ной симметрии абсолютную конфигурацию можно опре­ делить с помощью знака эффекта Коттона в длинновол­ новой области [660]. Хироптические характеристики комплексов металлов в длинноволновой области дают информацию о стереохимическом окружении централь­ ного иона, тогда как переходы с переносом заряда, про­ являющиеся в коротковолновой области, отражаю т конфигурацию самого хелатного кольца [661]. Стерические взаимодействия в аминокислотных комплексах легко определяются с помощью К Д , так как знак и ин­

тенсивность эффектов

Коттона

отражаю т конформацию

хелатных колец [662,

663]. Д л я

планарных комплексов


102

Глава 6

 

переходных металлов

с трипептидами предложено пра­

вило двойных октантов

[664].

 

Р я д работ посвящен рассмотрению эффектов Коттона

в активных переходах

[665] и возможных вкладов сосед­

них орбиталей в орбитали металла в комплексах

типа

[CoX(CN)en2 ]X [666].

 

 

Н а р я д у с наиболее

хорошо исследованными комплек­

сами кобальта [18, 287, 288, 580, 581, 664, 668—677]

изу­

чены хироптические свойства многочисленных металлоорганических соединений никеля, меди и молибдена [21, ПО, 111, 130, 131, 152—154, 283—288,576, 649, 650]. Среди работ, посвященных хироптическим свойствам платино­ вых комплексов [21, ПО, 111], необходимо упомянуть о недавнем исследовании взаимодействия дихлоро(1,5-гек-

садиен) платины(II)

с (5) - а - метилбензиламином

[667].

Реакция

присоединения

приводит к производному,

содер­

ж а щ е м у

а-связь углерод—платина. Получается моно- и

биядерный продукт,

причем

оба обнаруживают

сложный

эффект

Коттона на

кривых

К Д

[667]. Общая

периодиче­

ская зависимость, связанная

с ионным потенциалом лан-

т а н и д н ы х ( Ш )

ионов,

проявляется на спектрах

Д О В

D - ( ) -1,2-пропилендиаминтетраацетатных

 

комплексов

лантанидов [678].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изучены

кривые

К Д

и

УФ-спектры

ряда

никеле­

вых ( I I )

комплексов

с

четырехдентатными

основаниями

Шиффа,

полученными из (R)-(—)

-пропан- 1,2-диамина и

(R,R)-(—)-циклогексан-1,2-диамина.

 

Знаки

 

эффектов

Коттона

коррелировались

с предпочтительной

конформа-

цией центрального хелатного кольца, которая

образуется

из

лигандов

согласно

стереохимическим

требованиям.

Вообще

кривые К Д

этих соединений показывают боль­

шее

разнообразие полос,

чем УФ-спектры

[679].

 

 

Недавно опубликовано сообщение, посвященное изу­ чению оптической активности, возникающей в тетрахло-

ридах олова ( I V ) , титана (IV) и циркония(IV)

при введе­

нии

в качестве лигандов rf-винной

кислоты, d-

и

/-яблоч­

ных

кислот

[680]. Исследование

К Д показывает,

что

в этом случае образуется шестикоординационное

соеди­

нение с растворителем

(ДМФ ) [680]. Наконец,

несколько

сообщений

посвящено

стереохимии комплексов

As,

Fe,

Pd, Cr, Ru, Rh, и т, д. [681—687].


Г Л А В А 7

Магнитооптическая вращательная дисперсия

и магнитный круговой дихроизм

Методы М О В Д и М К Д не связаны с наличием асим­ метрического центра или хиральной структуры. Если любое оптически неактивное вещество внести в магнит­

ное поле, то оно становится

оптически активным. Эта ин­

дуцированная

активность

выражается

кривыми М О В Д

и М К Д [21].

Применение

этих методов

в органической

химии направлено главным образом на изучение приро­ ды электронных переходов, отвечающих данному погло­ щению. При этом измеряется либо оптическая актив­ ность, индуцированная сильным магнитным полем в сим­

метричных

или рацемических веществах, которые

сами

по себе

не

являются

активными, либо значительное

уве­

личение

активности,

индуцированное в хиральных соеди­

нениях.

 

 

 

 

Индуцированная магнитооптическая активность, назы­ ваемая эффектом Фарадея [5, 6], отличается от естест­

венной оптической активности. Эффект Фарадея

возни­

кает при

прохождении поляризованных по кругу

вправо

и влево

лучей света через среду, к которой приложено

магнитное поле ( Я ) , причем силовые линии идут вдоль направления распространения луча света. Поскольку магнитное поле обладает спиральной симметрией*, в сре­ де возникает круговая диссимметрия, приводящая к по­

явлению

магнитооптического вращения

а ( М О В Д ) и

М К Д [21, 688—697].

 

М О В Д

и М К Д максимальны, когда направление света

параллельно приложенному магнитному

полю. З н а к к р и -

* Это утверждение автора не строго. Силовые линии магнитного поля имеют ротационный характер, Магнитное поле имеет ось бес­ конечного порядка, одну поперечную плоскость симметрии и центр симметрии. — Прим. перев.