15-17členné piperazinové makrocyklické ligandy a jejich komplexy s přechodnými kovy nebo lanthanoidy

Mgr. Eva ZAHRADNÍKOVÁ

Master's thesis

15-17-membered piperazine-based macrocyclic ligands and their complexes with transition metals or lanthanides

Abstract:

Diplomová práce se zaměřuje na syntézu 15-17členných piperazinových makrocyklických ligandů a na přípravu jejich komplexů s vybranými přechodnými kovy a lanthanoidy. V rámci práce byla provedena resyntéza 17členného ligandu LdiProp a nově byl pak připraven o jednu -CH2- skupinu kratší analog LEtProp. Syntéza nejmenšího 15členného makrocyklického ligandu LdiEt úspěšná nebyla, izolovat se podařilo pouze dvounásobně velký 30členný makrocyklus L2(diEt). Kromě výše popsaných látek byly rovněž připraveny deriváty 17členného ligandu s 2-methylpyridinovými (py2-LdiProp), 2 aminoethylovými ((NH2et)2-LdiProp), benzylovými (bn2-LdiProp) a 3-aminopropylovými rameny ((NH2prop)2-LdiProp). Všechny nově připravené látky byly detailně charakterizovány pomocí 1H, 13C a 2D NMR spektroskopie, hmotnostní spektrometrie a infračervené spektroskopie. Dále bylo s těmito ligandy připraveno několik sérií komplexních sloučenin. Pomocí monokrystalové rentgenostrukturní analýzy byly vyřešeny krystalové struktury nikelnatých komplexů s ligandy L2(diEt), LEtProp a LdiProp; dále pak série komplexů s ligandem LdiProp (manganatý, železnatý a kobaltnatý) a nakonec manganaté a kobaltnaté komplexy s ligandy py2-LdiProp, (NH2et)2-LdiProp a bn2 LdiProp. Navíc byla provedena magnetochemická měření u komplexu [CoLdiProp(CH3CN)](ClO4)2, která potvrdila, že látka vystupuje jako tzv. polem indukovaný jednomolekulový magnet.

Abstract:

The master thesis is focused on the synthesis of 15-17-membered piperazine-based macrocyclic ligands and on the preparation of their complexes with selected transition metals and lanthanides. In this work, a resynthesis of the 17-membered ligand LdiProp was performed and a new one-CH2-group-shorter analogue LEtProp was prepared. The synthesis of the smallest 15-membered macrocyclic ligand LdiEt was not successful, only a twice as large 30-membered macrocycle L2(diEt) was isolated. Besides the substances described above, 17-membered ligand derivatives with 2-methylpyridine (py2-LdiProp), 2 aminoethyl ((NH2et)2-LdiProp), benzyl (bn2-LdiProp) and 3-aminopropyl pendant arms ((NH2prop)2-LdiProp were also prepared. All newly prepared substances were characterized in detail by 1H, 13C and 2D NMR spectroscopy, mass spectrometry and infrared spectroscopy. Furthermore, several series of complexes were prepared. The crystal structures of nickel(II) complexes with ligands L2(diEt), LEtProp and LdiProp were determined by single-crystal X-ray diffraction analysis; then the crystal structures of manganese(II), iron(II) and cobalt(II) complexes with the ligand LdiProp and finally of manganese(II) and cobalt(II) complexes with ligands py2-LdiProp, (NH2et)2-LdiProp and bn2-LdiProp were solved as well. In addition, magnetochemical measurements were performed on the [CoLdiProp(CH3CN)](ClO4)2 complex, which confirmed that the substance acts as a so-called field-induced single-molecule magnet.

Keywords

makrocyklický ligand, komplex, piperazin, pyridin, mangan, železo, kobalt, nikl, magnetická anizotropie, jednomolekulové magnety

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 2. 7. 2020
• Supervisor: doc. RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Inorganic Chemistry