Příprava a charakterizace heteroboranových komplexů s různými přechodnými kovy

Filip SAZEČEK

Bachelor's thesis

Preparation, and characterization of various transition metal heteroborane complexes

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá studiem reaktivity triethylammonium nido-undekabor(1- )átu(14) vzorce (Et 3 NH) + [nido-B 11 H 14 ] - se solemi kovů přechodných prvků d-bloku za vzniku polyaniontových metallaboranových sendvičových komplexů. Cílem práce bylo připravit dvě již známá a pokud možno i nová izoelektronová analoga metallakarboranového aniontu [3,3' - komo-Co-(kloso-1,2-C 2 B 9 H 11 ) 2 ] - , obchodním názvem COSAN. Reakce byly prováděny ve vodném i bezvodém roztoku za použití několika různých bází potřebných k deprotonaci můstkových atomů vodíku, což následně umožnilo vznik a koordinaci vzniklého boranového ligandu [nido-B 11 H 11 ] 4- ke kovu. Reakce probíhaly formou screeningových technik v mikroměřítku, posléze i v gramových množstvích za laboratorní i zvýšené teploty. Monitoring reakcí a charakterizace produktů byly prováděny prostřednictvím TLC, MS a to i s fragmentací MS n , nebo HPLC/MS, dále NMR, popřípadě IČ. Dosud byly popsány jen dva sendvičové komplexy tohoto typu a to s kationty kovů niklu a mědi. Z reakcí prováděných ve vodném prostředí se podařilo připravit pouze komplex [1,1'komo-Cu-(kloso-B 11 H 11 ) 2 ] n- , který byl následně izolován jako trifenylmethylfosfoniová sůl a přečištěn chromatografií na silikagelu. Komplex niklu s ligandem [kloso-B 11 H 11 ] 4- se nepodařilo připravit žádnou z uvedených reakčních cest. Výlučně reakce prováděné v bezvodém provedení pod atmosférou argonu pak vedly k přípravě nových sendvičových komplexů, především s kobaltem, chromem, olovem, platinou a rutheniem, které však byly součástí prakticky nerozizolovatelných směsí a nebo docházelo k jejich samovolnému rozkladu během několika hodin. Přítomnost těchto komplexů byla prokázána především hmotnostní spektrometrií. Dle získaných poznatků lze usoudit, že boranový ligand [nido-B 11 H 11 ] 4- se chová dle teorie HSAB jako středně silná Lewisova báze.

Abstract:

The bachelor thesis deals with the study of the reactivity of triethylammonium nido- undecabor(1-)ate(14) of formula (Et3NH) + [nido-B 11 H 14 ] - with salts of transition metals of d- block elements to from polyanionic metallborane sandwich complexes. The aim of the work was to prepare two already known and preferably some new isoelectronic analogues of metallcarborane anion [3,3' - commo-Co-(closo-1,2-C 2 B 9 H 11 ) 2 ] - , commercially known as COSAN. The reactions were carried out in aqueous and anhydrous solutions using several different bases for deprotonation, which allowed to coordinate resulting borane ligand [nido- B 11 H 14 ] - with cation of metal. Reactions were carried out by screening techniques at microscale and gram levels at laboratory and elevated temperatures. Reaction monitoring and product characterization were performed by TLC, MS including MS n fragmentation, or HPLC/MS, followed by NMR and in some cases IR spectroscopy. So far, only two sandwich complexes of this type have been described so far with nickel and copper. Only [1,1'- commo -Cu-(closo-B 11 H 11 ) 2 ] n- complex was prepared from reactions carried out in aqueous medium, which was subsequently isolated as triphenylmethylphosponium salt and purified by silica gel chromatography. The nickel with ligand [closo- B 11 H 11 ] 4- was not prepared using any reaction route used. Only reactions carried out in anhydrous conditions under an argon atmosphere led to the preparation of new sandwich complexes, especially with cobalt, chromium, lead, platinum and ruthenium. These complexes were however usually part of very complex mixtures or spontaneously decomposed within several hours. The presence of these complexes was determined mainly by mass spektrometry. It can be concluded that the borane ligand [nido- B 11 H 14 ] - behaves according the principle of the HSAB theory as a medium - strong Lewis base.

Keywords

Metallaaborany, polyanionty, přechodné kovy, HSAB, HPLC, MS, NMR

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 7. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Václav Šícha, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Toxicology and Hazardous Waste Analysis