Координационная химия, 2021, T. 47, № 3, стр. 147-152

Квантово-химическое изучение строения и устойчивости димеров бис-дикетонатов меди(II)

А. Г. Стариков 1, А. А. Старикова 1*, В. И. Минкин 1

1 Научно-исследовательский институт физической и органической химии Южного федерального университета
Ростов-на-Дону, Россия

* E-mail: aastarikova@sfedu.ru

Поступила в редакцию 29.09.2020
После доработки 09.10.2020
Принята к публикации 13.10.2020

Аннотация

Выполнено квантово-химическое исследование димеров дикетонатов меди ([Cu(Acac)2]2 и [Cu(Acac)Hfac)]2) с использованием различных функционалов (B3LYP, TPSSh, PBE0 и B2PLYP) и базисных наборов (6-311++G(d,p) и Def2-TZVP), а также c учетом дисперсионных взаимодействий (D3BJ). Показано, что расчеты с применением функционалов B3LYP и TPSSh в сочетании с базисом Def2-TZVP дают наилучшее согласие с экспериментом. Установлено, что величины ошибок, обусловленных выбранными базисными наборами (BSSE), не вносят существенных изменений в энергии стабилизации рассмотренных систем. Полученные результаты позволяют заключить, что квантово-химическое изучение аналогичных ассоциатов переходных металлов следует проводить без включения эмпирических дисперсионных поправок D3BJ.

Ключевые слова: дикетонаты меди(II), димеры, квантово-химические расчеты, теория функционала плотности, дисперсионные взаимодействия

DOI: 10.31857/S0132344X21030063

Список литературы

  1. Claisen L., Ehrhardt E.F. // Chem. Ber. 1889. V. 22. № 1. P. 1009.

  2. New Pathways for Organic Synthesis – Practical Applications of Transition Metals / Eds. Colquhoun H.M., Holton J., Thompson D.J., Twigg M.V. N.Y.: Plenum, 1984. 454 p.

  3. Wentzel B.B., Gosling P.A., Feiters M.C., Nolte R.J.M. // Dalton. Trans. 1998. № 13. P. 2241.

  4. Baisch U., Poli R. // Polyhedron. 2008. V. 27. № 9–10. P. 2175.

  5. Condorelli G.G., Malandrino G., Fragalà I.L. // Coord. Chem. Rev. 2007. V. 251. № 13–14. P. 1931.

  6. Lieberman C.M., Filatov A.S., Wei Z. et al. // Chem. Sci. 2015. V. 6. № 5. P. 2835.

  7. Aromí G., Gamez P., Reedijk J. // Coord. Chem. Rev. 2008. V. 252. № 8–9. P. 964.

  8. Vigato P.A., Peruzzo V., Tamburini S. // Coord. Chem. Rev. 2009. V. 253. № 7–8. P. 1099.

  9. Старикова А.А., Стариков А.Г., Минкин В.И. // Коорд. химия. 2015. Т. 41. № 8. С. 451 (Starikova A.A., Starikov A.G., Minkin V.I. // Russ. J. Coord. Chem. 2015. V. 41. № 8. P. 487). https://doi.org/10.1134/S1070328415080060

  10. Gavrikov A.V., Koroteev P.S., Dobrokhotova Zh.V. et al. // Polyhedron. 2015. V. 102. P. 48.

  11. Gavrikov A.V., Efimov N.N., Dobrokhotova Zh.V. et al. // Dalton Trans. 2017. V. 46. № 35. P. 11806.

  12. Gavrikov A.V., Efimov N.N., Ilyukhin A.B. et al. // Dalton Trans. 2018. V. 47. № 17. P. 6199.

  13. Илюхин А.Б., Гавриков А.В., Доброхотова Ж.В., Новоторцев В.М. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. № 9. P. 1161 (Ilyukhin A.B., Gavrikov A.V., Dobrokhotova Zh.V., Novotortsev V.M. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 9. P. 1186). https://doi.org/10.1134/S003602361809005X

  14. Palii A.V., Korchagin D.V., Yureva E.A. et al. // Inorg. Chem. 2016. V. 55. № 19. P. 9696.

  15. Korchagin D.V., Palii A.V., Yureva E.A. et al. // Dalton Trans. 2017. V. 46. № 23. P. 7540.

  16. Domanov O., Weschke E., Saito T. et al. // Nanoscale. 2019. V. 11. № 22. P. 10615.

  17. Fedin M.V., Veber S.L., Bagryanskaya E.G., Ovcharenko V.I. // Coord. Chem. Rev. 2015. V. 289–290. P. 341.

  18. Tumanov S.V., Veber S.L., Tolstikov S.E. et al. // Inorg. Chem. 2017. V. 56. № 19. P. 11729.

  19. Tumanov S.V., Veber S.L., Tolstikov S.E. et al. // Dalton Trans. 2020. V. 49. № 18. P. 5851.

  20. Minkin V.I., Starikov A.G., Starikova A.A. // Pure Appl. Chem. 2018. V. 90. № 5. P. 811.

  21. Starikov A.G., Ivanov D.G., Starikova A.A., Minkin V.I. // Chem. Pap. 2018. V. 72. № 4. P. 829.

  22. Байдина И.А., Стабников П.А., Игуменов И.К., Борисов С.В. // Коорд. химия. 1984. Т. 10. № 12. С. 1699.

  23. Le Brun P.C., Lyon W.D., Kuska H.A. // Inorg. Chem. 1986. V. 25. № 17. P. 3106.

  24. Байдина И.А., Громилов С.А. // Журн. структур. химии. 1991. Т. 32. № 3. С. 96 (Baidina I.A., Gromilov S.A. // J. Struct. Chem. 1991. V. 32. № 3. P. 395).

  25. Hujo W., Grimme S. // J. Chem. Theory Comput. 2013. V. 9. № 1. P. 308.

  26. Risthaus T., Grimme S. // J. Chem. Theory Comput. 2013. V. 9. № 3. P. 1580.

  27. Grimme S., Ehrlich S., Goerigk L. // J. Comput. Chem. 2011. V. 32. № 7. P. 1456.

  28. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. et al. Gaussian 16. Revision C. 01. Wallingford: Gaussian, 2016.

  29. Becke A.D. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 7. P. 5648.

  30. Tao J.M., Perdew J.P., Staroverov V.N., Scuseria G.E. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. № 14. P. 146401.

  31. Adamo C., Barone V. // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. № 13. P. 6158.

  32. Grimme S. // J. Chem. Phys. 2006. V. 124. № 3. P. 034108.

  33. Weymuth T., Couzijn E.P.A., Chen P., Reiher M. // J. Chem. Theory Comput. 2014. V. 10. № 8. P. 3092.

  34. Spin States in Biochemistry and Inorganic Chemistry: Influence on Structure and Reactivity / Eds. Swart M., Costas M. Chichester: John Wiley & Sons, 2016. 464 p.

  35. Kepp K.P. // Inorg. Chem. 2016. V. 55. № 6. P. 2717.

  36. Husch T., Freitag L., Reiher M. // J. Chem. Theory Comput. 2018. V. 14. № 5. P. 2456.

  37. Ershova I.V., Smolyaninov I.V., Bogomyakov A.S. et al. // Dalton Trans. 2019. V. 48. № 28. P. 10723.

  38. Tezgerevska T., Rousset E., Gable R.W. et al. // Dalton Trans. 2019. V. 48. № 31. P. 11674.

  39. Старикова А.А., Чегерев М.Г., Стариков А.Г. // Коорд. химия. 2020. Т. 46. № 3. С. 172 (Starikova A.A., Chegerev M.G., Starikov A.G. // Russ. J. Coord. Chem. 2020. V. 46. № 3. P. 193). https://doi.org/10.1134/S1070328420030070

  40. Gransbury G.K., Livesay B.N., Janetzki J.T. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2020. V. 142. № 24. P. 10692.

  41. Chemcraft. Version 1.8. 2014. http://www.chemcraftprog.com.

  42. Старикова З.А., Шугам E.А. // Журн. структур. химии. 1969. Т. 10. № 2. С. 290 (Starikova Z.A., Shugam E.A. // J. Struct. Chem. 1969. V. 10. № 2. P. 267).

  43. Vreshch V.D., Yang J.-H., Zhang H. et al. // Inorg. Chem. 2010. V. 49. № 18. P. 8430.

  44. Rooydell R., Wang R.-C., Brahma S. et al. // Dalton Trans. 2015. V. 44. № 17. P. 7982.

  45. van Duijneveldt F.B., van Duijneveldt-van de Rijdt J.G.C.M., van Lenthe J.H. // Chem. Rev. 1994. V. 94. № 7. P. 1873.

  46. Yanai T., Tew D., Handy N. // Chem. Phys. Lett. 2004. V. 393. № 1–3. P. 51.

Дополнительные материалы отсутствуют.