ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2022, том 92, № 2, с. 258-265

К 100-летию со дня рождения М.Г. Воронкова

УДК 541.1;547.245;547.75;547.752

ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОЕ ГИПЕРВАЛЕНТНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ N→Si

В [МЕТОКСИ(МЕТИЛ)СИЛИЛ]ПРОИЗВОДНЫХ

8-МЕРКАПТОХИНОЛИНА: СТРУКТУРНЫЕ И

СПЕКТРАЛЬНЫЕ КРИТЕРИИ

Иркутский институт химии имени А. Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук,

ул. Фаворского 1, Иркутск, 664033 Россия

*е-mail: belyaevav@irioch.irk.ru

Поступило в Редакцию 25 октября 2021 г.

После доработки 25 октября 2021 г.

Принято к печати 25 ноября 2021 г.

Проведено квантово-химическое исследование (B3PW91/6-311G**, MP2/6-311G**) структурных и спек-

тральных критериев существования внутримолекулярной координационной связи N→Si в [метокси(ме-

тил)силил]производных 8-меркаптохинолина C₉H₆NSSi(OMe)_nMe3-n (n = 1-3). Для оценки физической

природы гипервалентного взаимодействия выполнен квантово-топологический анализ электронного

распределения (AIM). Установлено, что энергия гипервалентной связи N→Si зависит от количества

метоксигрупп в фрагменте Si(OMe)₃.

Ключевые слова: 8-меркаптохинолин, алкоксисилан, координационная связь, квантово-химические

расчеты, AIM-анализ

DOI: 10.31857/S0044460X22020111

Кремнийорганические соединения, содержа-

ский синтез, катализ, медицина, материаловедение

щие гипервалентный атом кремния, отличаются от

и инженерия и др. [1-6].

тетраэдрических аналогов необычной структурой,

Среди соединений пентакоординированного

повышенной реакционной способностью, высо-

кремния с координационной связью N→Si школой

кой биологической активностью и находят приме-

академика М.Г. Воронкова всесторонне исследо-

нение в различных областях, таких как органиче-

ваны внутрикомплексные трициклические крем-

Схема 1.

n = 0-2.

258

ВНУТРИМОЛЕКУ

ЛЯРНОЕ ГИПЕРВАЛЕНТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ N→Si

259

Схема 2.

Y = O, S, CH₂, NR′ (R′ = H, Alk)

R = Alk, Ar

ниевые эфиры триэтаноламина - силатраны А, их

на 1.5-1.7 Å меньше, чем сумма ван-дер-ваальсо-

бициклические аналоги квазисилатраны Б и моно-

вых радиусов атомов кремния и кислорода [12].

циклические аналоги гипосилатраны В (схема 1)

Методами ИК и ЯМР спектроскопии установлено,

[4, 7-11].

что координационная связь O→Si сохраняется и в

растворе [15]. Данные масс-спектрометрии так же

Моноциклические соединения пентакоордини-

свидетельствуют о существовании внутримолеку-

рованного кремния, имеющие (O→Si)-хелатную

лярного взаимодействия в газовой фазе [16]. В от-

структуру такие как (ацилоксиметил)-, (ароилок-

личие от (ароилоксиметил)трифторсиланов соот-

симетил)трифторсиланы, названные академиком

ветствующие (ароилоксиметил)триалкоксисиланы

М.Г. Воронковым «драконоидами», наиболее изу-

не содержат координационной связи O→Si [17],

чены (схема 2) [12-14].

т. е. эти аналоги не являются «драконоидами».

Необходимым и достаточным условием отнесе-

Соединения с (N→Si)-хелатной структурой из-

ния соединений к классу «драконоидов» является

учены гораздо меньше по сравнению с соединени-

наличие в них внутримолекулярной координаци-

ями, содержащими внутримолекулярную коорди-

онной связи N(O,S)→Si, приводящей к образова-

национную связь O→Si [1, 3, 4, 18]. По данным

нию одного хелатного цикла.

квантово-химических расчетов, (трифторсилил)

Структурным критерием наличия внутримоле-

метил- и [дифтор(метил)силил]метилпроизводные

кулярной координационной связи является укоро-

8-меркаптохинолина содержат гипервалентную

чение расстояния между атомами Si и N (O, S) по

связь N→Si, энергия которой составляет 4.67 и

сравнению с суммой их ван-дер-ваальсовых радиу-

4.11 ккал/моль соответственно [19].

сов. Так, в наиболее исследованных (ароилоксиме-

Продолжая исследования в этой области мы из-

тил)трифторсиланах длина внутримолекулярной

учили (DFT и MP2) структурные и спектральные

связи O→Si находится в пределах 1.9-2.1 Å, т. е.

критерии, а также физическую природу внутримо-

Таблица 1. Полная энергия и разность полных энергий для соединений 1a, б-3a, б

-E^ZPE,ат. ед.^а

ΔE^ZPE, ккал/моль

Молекула

B3PW91/6-311G**

MP2/6-311G**

B3PW91/6-311G**

MP2/6-311G**

1434.145448

1431.391351

4.77

6.40

1б

1434.137844

1431.381107

0.00

1358.915217

1356.296462

4.07

2.58

2б

1358.908721

1356.292344

0.00

1283.684414

1281.202565

1.19

1.23

3б

1283.682581

1281.200608

0.00

^а E^ZPE - полная энергия с учетом энергии нулевых колебаний.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

ВНУТРИМОЛЕКУ

ЛЯРНОЕ ГИПЕРВАЛЕНТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ N→Si

261

Таблица 2. Вычисленные длины связей (Å) в соединениях 1a, б-3a, б (B3PW91/6-311G**, MP2/6-311G**)

Молекула

Метод

d_Si···N

Δd_Si···Nа

dSi-Oax

ΔdSi-Oaxб

dSi-Oeq

B3PW91/6-311G**

2.156

1.50

1.682

0.022

1.660

1.664

MP2/6-311G**

2.132

1.52

1.679

0.019

1.660

1.666

1б

B3PW91/6-311G**

4.932

1.639

0.001

1.638

1.632

MP2/6-311G**

4.562

1.642

1.638

1.631

B3PW91/6-311G**

2.251

1.40

1.693

0.031

1.662

MP2/6-311G**

2.189

1.46

1.692

0.026

1.666

2б

B3PW91/6-311G**

4.733

1.651

0.002

1.649

MP2/6-311G**

3.564

1.648

0.003

1.640

B3PW91/6-311G**

2.566

1.09

1.686

MP2/6-311G**

2.454

1.20

1.687

3б

B3PW91/6-311G**

3.534

1.654

MP2/6-311G**

3.381

1.653

B3PW91/6-311G**

2.949

0.70

1.666

0.012

1.654

1.639

а Δd_Si···N - разность между расстоянием Si···N и суммой ван-дер-ваальсовых радиусов атомов Si и N.

б Δd_Si-O

- разность между d_Si-O

и d_Si--O

лекулярной координационной связи N→Si в [ме-

содержащих гетероциклов также свидетельству-

токси(метил)силил]производных 8-меркаптохино-

ют, что внутримолекулярная координационная

лина C₉H₆NSSi(OMe)_nMe3-n 1 (n = 3) и 3 (n = 1).

связь N→Si вызывает удлинение связи Si-X_ax по

сравнению с тетракоординированными аналогами

Согласно расчетам B3PW91/6-311G** и MP2/6-

[21-23]. Таким образом, для соединений 1a-3a вы-

311G**, изолированные молекулы 1-3 существу-

ют в виде двух конформеров: циклического (a)

и ациклического (б) (рис. 1). Разность энергии

(ΔE^ZPE) между двумя формами свидетельству-

ет о большей стабильности циклической формы

(табл. 1). Замена экваториальных метоксигрупп в

фрагменте Si(OMe)₃ метильными группами в мо-

лекулах 2a и 3a последовательно понижает ΔE^ZPE.

Расстояние Si···N в структурах 1a-3a суще-

ственно короче суммы ван-дер-ваальсовых ради-

усов атомов N и Si (3.65 Å [20]), что может сви-

детельствовать о существовании гипервалентной

связи N→Si. С уменьшением количества эквато-

риальных метоксигрупп во фрагменте Si(OMe)₃ в

молекулах 2a и 3a расстояние N···Si увеличивает-

ся, соответственно, координационная связь осла-

бляется (табл. 2).

Длина связи Si-O_ax в структурах 1a и 2a боль-

ше длины связи Si-O_eq. Эта разность характеризу-

ет неэквивалентность распределения электронной

плотности в экваториальном и аксиальном фраг-

ментах при образовании гипервалентной коор-

Рис. 2. Оптимизированная геометрия молеку-

динационной связи N→Si. Рентгеноструктурные

лы 8-{[(триметоксисилил)метил]тио}хинолина 4а

(B3PW91/6-311G**).

данные кремнийорганических производных азот-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

262

БЕЛЯЕВА и др.

Рис. 3. Молекулярные графы структур 1a и 3a (AIM).

полняются два структурных критерия существова-

ванной формы 1б (829, 732 и 709 см^-1). Батохром-

ния гипервалентной связи N→Si: укорочение рас-

ное смещение частоты валентных колебаний связи

стояния N···Si и удлинение связи Si-O_ax.

Si-O_ax в координированных формах 1а и 3а отно-

При введении CH₂-группы между атомами S и

сительно тетракоординированных аналогов 1б и

Si в молекулу 8-{[(триметоксисилил)метил]тио}-

3б может являться спектральным критерием нали-

хинолина 4а (рис. 2) расстояние N···Si увеличива-

чия внутримолекулярной координационной связи

ется до 2.949 Å, разность Δd_Si···N уменьшается до

Si→N.

0.70 Å, ΔdSi-Oax уменьшается до 0.012 Å.

Для структуры 4а в расчетном спектре также

Неэквивалентность распределения электрон-

наблюдается слабое батохромное смещение частот

ной плотности в молекулах 1а и 3а проявляется

валентных колебаний с вкладом колебания связи

не только структурно, но и спектрально. Инфор-

Si-O (844, 824 и 724 см^-1) относительно соответ-

мативным в этом плане является валентное ко-

ствующих колебаний тетракоординированного

лебание связи Si-O. Наиболее наглядно влияние

аналога 4б (850, 841 и 734 см^-1). Однако величина

координационной связи N→Si проявляется при

батохромного сдвига значительно меньше, чем в

анализе валентных колебании ν_Si-O в расчетном

случае соединений 1а и 3а.

спектре соединений 3a и 3б, в составе которых

Квантово-топологический анализ электронно-

только одна связь Si-O. В циклической структу-

го распределения (AIM) свидетельствует о суще-

ре 3а частота валентного колебания связи ν_Si-O

ствовании внутримолекулярной N→Si связи в мо-

(700 см^-1) сдвинута батохромно относительно со-

ответствующего значения в спектре тетракоорди-

лекулах 1a и 3a. Согласно расчетам в структурах

1a и 3a в межъядерной области N···Si существует

нированного аналога 3б (739 см^-1). Для молекулы

1а, содержащей кроме Si-O_ax две связи Si-O_eq,

критическая связевая точка (3,-1) (табл. 3), при

частоты валентных колебаний связей Si-O (734,

этом образование пятичленного хелатного цикла

696 и 681 см^-1) также батохромно смещены отно-

NSiSCC подтверждается кольцевой критической

сительно соответствующих частот некоординиро-

точкой (3,+1) (рис. 3).

Таблица 3. Длины связей N···Si (1a, 3a) и H···O (4а), электронная плотность, лапласиан электронной плотности,

плотность электронной энергии в критических точках (3,-1), а также вычисленные (MP2/6/311G**) методом AIM

энергии связей^а

H(r_c),

E_AIM,

Молекула

Связь

d, Å

ρ(r_c), e/Å³

Хартри/Å³

ккал/моль

N···Si

2.156

0.269

1.181

-0.081

11.19

N···Si

2.566

0.182

0.113

-0.032

6.05

4а

H···O

2.527

0.0607

0.021

-0.006

2.11

^а 1 ат. ед. ρ(r_c) = 1 e/a₀₃ = 6.748 e/Å³; 1 ат. ед.

= 1 e/a₅ = 24.099 e/Å⁵; 1 ат. ед. H(r_c) = 1 e²/a₄ = 6.748 Хартри/Å³.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

ВНУТРИМОЛЕКУ

ЛЯРНОЕ ГИПЕРВАЛЕНТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ N→Si

263

Анализ электронной плотности ρ(r_c), потен-

Координационная связь N→Si реализуется даже в

циальной энергии V_c в критической точке (3,-1),

случае замены двух метоксигрупп на метильные

а также соотношение (1) [24] позволили оценить

группы. В соответствии с критерием Кремера и

величину энергии связи N→Si для структур 1а и

Крака, координационная связь N→Si может быть

3а. На основании полученных значений

классифицирована, как слабо ковалентная.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

данная связь может быть отнесена к промежуточ-

Квантово-химические расчеты выполнены с

ному типу межатомных взаимодействий [25].

помощью пакета программ Gaussian03 [27]. Опти-

мизацию геометрии и расчет энергии проводились

E_AIM = -V(r_c)/2,

(1)

методами B3PW91/6-311G** и MP2/6-311G**.

где V(r_c) - плотность потенциальной энергии в

Соответствие рассчитанных структур минимумам

связевой критической точке (с).

ППЭ было подтверждено положительными значе-

В соответствии с критерием Кремера и Крака

ниями соответствующих гессианов.

[26], внутримолекулярная N→Si связь в молеку-

Анализ электронной плотности в рамках тео-

лах 1a и 3a является слабо ковалентной. Величи-

рии AIM выполнен методом MP2/6-311G** для ге-

на энергии этой связи понижается с уменьшением

ометрий, оптимизированных ранее на B3PW91/6-

числа метоксигрупп во фрагменте Si(OМе)_nМе3-n

311G** уровне теории [28]. AIM энергия (E_AIM)

однако при n = 1 (3б) координационная связь N→Si

рассчитана с использованием соотношения

(1)

сохраняется. В то же время в молекуле 8-{[(три-

[24].

фторсилил)метил]тио}хинолина, координацион-

ная связь N→Si в которой замыкает шестичлен-

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

ный хелатный цикл, замена двух экваториальных

Беляева Вера Владиленовна, ORCID: https://

атомов фтора на метильные группы приводит к

orcid.org/0000-0002-8852-5068

тетракоординированному атому кремния [19].

Болгова Юлия Игоревна, ORCID: https://orcid.

Анализ распределения электронной плотности

org/0000-0002-0599-9808

структуры 4а показал отсутствие в межъядерной

области N···Si критической связевой точки (3,-1),

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

что свидетельствует об отсутствии координацион-

ной связи N→Si в структуре 4а. По-видимому, в

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

случае небольших структурных и спектральных

интересов.

отклонений, вопрос о наличии координации может

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

решаться с привлечением AIM. В то же время на-

личие в межъядерной области H···O критической

1. Kano N. In: Organosilicon Compounds Theory and

связевой точки (3,-1) позволяет обсуждать суще-

Experiment (Synthesis) / Ed. V.Ya. Lee. New York:

ствование внутримолекулярной водородной связи

Academic Press, 2017. P. 645. doi 10.1016/B978-0-12-

H-O, стабилизирующей структуру 4а с энергией

801981-8.00011-3

E_AIM 2.11 ккал/моль.

2. Николин А.А., Негребецкий В.В. // Усп. хим. 2014.

Т. 83. № 9. С. 848; Nikolin A.A., Negrebetsky V.V. //

Таким образом, согласно расчетам (B3PW91/6-

Russ. Chem. Rev. 2014. Vol. 83. N 9. P. 848. doi

311G** и MP2/6-311G**), разность полных энер-

10.1070/RC2014v083n09ABEH004385

гий между двумя конформерами a и б [метокси(ме-

3. Wagler J., Böhme U., Kroke E. // Struct. Bond. 2014.

тил)силил]производных

8-меркаптохинолина не

Vol. 155. P. 29. doi 10.1007/430_2013_118

превышает 6.40 ккал/моль. AIM-Анализ, струк-

4. Воронков М.Г., Трофимова О.М., Болгова Ю.И.,

турные и спектральные критерии убедительно

Чернов Н.Ф. // Усп. хим. 2007. Т. 76. № 9. С. 885;

свидетельствуют, что стабилизация структур 1a и

Voronkov M.G., Trofimova O.M., Bolgova Yu.I.,

3a обусловлена наличием координационной связи

Chernov N.F. // Russ. Chem. Rev. 2007. Vol. 76. N 9.

N→Si, замыкающей пятичленный хелатный цикл.

P. 825. doi 10.1070/RC2007v076n09ABEH003706

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

264

БЕЛЯЕВА и др.

Reddy A.C.S., Chen Z., Hatanaka T., Minami T.,

20.

Bondi A. // J. Phys. Chem. 1964. Vol. 68. N 3. P. 441.

Hatanaka Y. // Organometallics. 2013. Vol. 32. N 13.

doi 10.1021/j100785a001

P. 3575. doi 10.1021/om400017f

21.

Лукевиц Э., Пудова О.А. // ХГС. 1996. № 11-12.

Li Y., de Kock C., Smith P.J., Guzgay H., Hend-

С. 1605; Lukevits E., Pudova O.A. // Chem. Heterocycl.

ricks D.T., Naran K., Mizrahi V., Warner D.F., Chibale K.,

Compd. 1996. Vol. 32. N 11-12. P. 1381. doi 10.1007/

Smith G.S. // Organometallics. 2013. Vol. 32. N 1.

BF01169969

P. 141. doi 10.1021/om300945c

22.

Kummer D., Halim S.H.A., Kuhs W., Mattern G. // J.

Verkade J.G. // Coord. Chem. Rev. 1994. Vol. 137.

Organomet. Chem. 1993. Vol. 446. N 1-2. P. 51. doi

P. 233. doi 10.1016/0010-8545(94)03007-D

10.1016/0022-328X(93)80034-9

Pestunovich V., Kirpichenko S., Voronkov M. In: The

23.

Мачарашвили A.A., Овчинников Ю.Э., Струч-

Chemistry of Organic Silicon Compounds / Eds. Z.

Rappoport, Y. Apeloig. Chichester: John Wiley & Sons

ков Ю.Т., Сергеев B.H., Пестунович С.В., Бау-

Ltd., 1998. P. 1447. doi 10.1002/0470857250.ch24

ков Ю.И. // Изв. АН. Сер. хим. 1993. № 1. С. 189;

Селина А.А., Карлов С.С., Зайцева Г.С. // ХГС. 2006.

Macharashvili A.A., Ovchinnikov Yu.E., Struch-

№ 12. С. 1777; Selina A.A., Karlov S.S., Zaitseva G.S. //

kov Yu.T., Sergeev V.N., Pestunovich S.V., Baukov Yu.I. //

Chem. Heterocycl. Compd. 2006. Vol. 42. N 12. P. 1518.

Russ. Chem. Bull. 1993. Vol. 42. N 1. P. 173. doi

doi 10.1007/s10593-006-0278-9

10.1007/BF00700003

10.

Voronkov M.G., Grebneva E.A., Albanov A.I., Zel’bst E.A.,

24.

Espinosa E., Molins E., Lecomte C. // Chem. Phys.

Trofimova O.M., Vasil’ev A.D., Chernov N.F., Timofee-

Let. 1998. Vol. 285. N 3-4. P. 170. doi 10.1016/S0009-

va E.N. // J. Organomet. Chem. 2014. Vol. 768. P. 10.

2614(98)00036-0

doi 10.1016/j.jorganchem.2014.05.025

25.

Корлюков А.А., Лысенко К.А., Антипин М.Ю. // Изв.

11.

Voronkov M.G., Chernov N.F., Albanov A.I.,

АН. Сер. хим. 2002. № 7. С. 1314; Korlyukov A.A.,

Trofimova O.M., Bolgova Yu.I., Grebneva E.A. // Appl.

Lyssenko K.A., Antipin M.Yu. // Russ. Chem. Bull. 2002.

Organometal. Chem. 2007. Vol. 21. N 7. P. 601. doi

Vol. 51. N 8. P. 1423. doi 10.1023/A:1021003919673

10.1002/aoc.1271

12.

Воронков М.Г. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1991.

26.

Cremer D., Kraka E. // Croat. Chem. Acta. 1984.

№ 12. С. 2664; Voronkov M.G. // Russ. Chem. Bull.

Vol. 57. N 6. P. 1259. doi hrcak.srce.hr/194019

1991. Vol. 40. N 12. P. 2319. doi 10.1007/BF00959700

27.

Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E.,

13.

Voronkov M.G., Gubanova L.I. // Main Group Met.

Robb M.A., Cheeseman J.R., Montgomery J.A., Jr.,

Chem. 1987. Vol. 10. N 4. P. 209.

Vreven T., Kudin K.N., Burant J.C., Millam J.M.,

14.

Frolov Yu.L., Voronkov M.G. // J. Mol. Struct. 1990.

Iyengar S.S., Tomasi J., Barone V., Mennucci B.,

Vol. 217. P. 265. doi 10.1016/0022-2860(90)80367-S

Cossi M., Scalmani G., Rega N., Petersson G.A.,

15.

Албанов А.И., Воронков М.Г., Губанова Л.И.,

Nakatsuji H., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R.,

Ларин М.Ф., Лиепиньш Э.Э., Пестунович В.А. //

Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y.,

Изв. АН СССР, Сер. хим. 1983. № 10. С. 2402; Alba-

Kitao O., Nakai H., Klene M., Li X., Jr., Knox E.,

nov A.I., Voronkov M.G., Gubanova L.I., Larin M.F.,

Hratchian H.P., Cross J.B., Adamo C., Jaramillo J.,

Liepin’sh É.É., Pestunovich V.A. // Russ. Chem. Bull.

Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J.,

1983. Vol. 32. N 10. P. 2165. doi 10.1007/BF00955799

16.

Воронков М.Г., Клыба Л.В., Витковский В.Ю.,

Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Ayala P.Y.,

Губанова Л.И., Бочкарев В.Н. // Изв. АН СССР. Сер.

Morokuma K., Voth G.A., Salvador P., Dannen-

хим. 1987. № 7. С. 1508; Voronkov M.G., Klyba L.V.,

berg J.J., Zakrzewski V.G., Dapprich S., Daniels A.D.,

Vitkovskii V.Yu., Gubanova L.I., Bochkarev V.N. // Russ.

Strain M.C., Farkas O., D.K. Malick, Rabuck A.D.,

Chem. Bull. 1987. Vol. 36. N 7. P. 1392. doi 10.1007/

Raghavachari K., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cui Q.,

BF01557508

Baboul A.G., Clifford S., Cioslowski J., Stefanov B.B.,

17.

Albanov A.I., Gubanova L.I., Larin M.F., Pestuno-

Liu G., Liashenko A., Piskorz P., Komaromi I., Mar-

vich V.A., Voronkov M.G. // J. Organomet. Chem.

tin R.L., Fox D.J., Keith T., Al-Laham M.A.,

1983. Vol. 244. N 1. P. 5. doi 10.1016/S0022-

Peng C.Y., Nanayakkara A., Challacombe M.,

328X(00)98629-7

Gill P.M.W., Johnson B., Chen W., Wong M.W.,

18.

Singh G., Girdhar S., Promila. // J. Applicable Chem.

Gonzalez C., Pople J.A. Gaussian 03, Revision B.03,

2014. Vol. 3. N 5. P. 2066.

Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 2003.

19.

Belyaeva V.V., Bolgova Yu.I., Trofimova O.M., Alba-

nov A.I. // Chem. Phys. Lett. 2019. Vol. 715. P. 293. doi

28.

Bader R.F.W. // Chem. Rev. 1991. Vol. 91. N 5. P. 893.

10.1016/j.cplett.2018.11.050

doi 10.1021/cr00005a013

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

ВНУТРИМОЛЕКУ

ЛЯРНОЕ ГИПЕРВАЛЕНТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ N→Si

265

Hypervalent Intramolecular N→Si Interaction

in [Methoxy(methyl)silyl] Derivatives of 8-Mercaptoquinoline:

Structural and Spectral Criteria

V. V. Belyaeva*, Yu. I. Bolgova, and O. M. Trofimova

A. E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy Sciences, Irkutsk, 664033 Russia

*е-mail: belyaevav@irioch.irk.ru

Received October 25, 2021; revised October 25, 2021; accepted November 25, 2021

A quantum-chemical study (B3PW91/6-311G** and MP2/6-311G**) of structural and spectral criteria of the

intramolecular coordination bond N→Si in [methoxy(methyl)silyl] derivatives of 8-mercaptoquinoline C₉H₆NS-

Si(OMe)_nMe3-n (n = 1-3) has been carried out. A quantum topological analysis of electron distribution (AIM)

was performed to determine the physical nature of the hypervalent interaction. It was found that the energy of

the N→Si hypervalent bond depends on the number of methoxy groups in the Si(OMe)₃ fragment.

Keywords: 8-mercaptoquinoline, alkoxysilane, coordination bond, quantum chemical calculations, AIM analysis

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022