Координационная химия, 2021, T. 47, № 4, стр. 199-207

Применение модели молекулярного инвариома для исследования взаимодействий с участием атомов фтора в комплексе {${\text{Yb}}_{{\text{2}}}^{{{\text{II}}}}$2-OCH(CF3)2)33-OCH(CF3)2)2YbIII(OCH(CF3)2)2(THF)(Et2O)}

Р. В. Румянцев 1, Г. К. Фукин 1*, Е. В. Баранов 1, А. В. Черкасов 1, Е. А. Козлова 1

1 Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН
Нижний Новгород, Россия

* E-mail: gera@iomc.ras.ru

Поступила в редакцию 26.04.2020
После доработки 19.06.2020
Принята к публикации 25.06.2020

Аннотация

Проведено сравнение распределения электронной плотности, полученной с помощью квантово-химических (DFT) расчетов и модели молекулярного инвариома в тримерном комплексе иттербия с гексафторизопропоксидными лигандами {${\text{Yb}}_{{\text{2}}}^{{{\text{II}}}}$2-OR)33-OR)2YbIII(OR)2(THF)(Et2O)} (I), где R – CH(CF3)2, THF – тетрагидрофуран. Основные топологические характеристики электронной плотности в критических точках (3, –1), соответствующих взаимодействиям в координационной сфере атомов иттербия, полученные двумя исследованными подходами находятся в отличном согласии. Наибольшее расхождение между DFT-расчетами и моделью молекулярного инвариома наблюдается при исследовании внутримолекулярных взаимодействий с участием атомов фтора (F···F, F···H и F···O) в структуре I. Оптимизация геометрии приводит к большему количеству таких взаимодействий в комплексе. При этом также возрастает энергия, соответствующая этим взаимодействиям. Однако значения основных топологических характеристик для взаимодействий F···X (X = F, H, O), которые удается локализовать в рамках обоих методов, остаются в пределах индекса переносимости. Анализ деформационной электронной плотности показал, что независимо от способа получения распределения электронной плотности реализация взаимодействий Fδ–···Fδ– обусловлена соответствием области концентрации электронной плотности на одном из атомов фтора области разрежения электронной плотности на втором атоме фтора.

Ключевые слова: взаимодействия F···F, галогенная связь, QTAIM-теория, молекулярный инвариом

DOI: 10.31857/S0132344X21020067

Список литературы

  1. Gatti C., Matta C.F. Modern Charge-Density Analysis. Heidelberg: Springer, 2012.

  2. Dittrich B., Matta C.F. // IUCrJ. 2014. V. 1. P. 457.

  3. Abramov Yu.A. // Acta Crystallogr. A. 1997. V. 53. P. 264.

  4. Цирельсон В.Г. // Соросовский образовательный журн. 2000. Т. 6. № 6. С. 94.

  5. Santos G.M., Catellani I.B., Bini R.D. et al. // Ferroelectrics. 2016. V. 500. № 1. P. 26.

  6. Жигулин Г.Ю., Забродина Г.С., Каткова М.А. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2019. № 4. С. 743.

  7. Sangwan R., Saini M., Verma R. et al. // J. Mol. Struct. 2020. V. 1208. ID 127786.

  8. Dittrich B., Koritsnszky T., Luger P. // Angew. Chem. Int. Ed. 2004. V. 43. P. 2718.

  9. Dittrich B., Hubschle C.B., Luger P., Spackman M.A. // Acta Crystallogr. D. 2006. V. 62. P. 1325.

  10. Wandtke C.M., Weil M., Simpson J. et al. // Acta Crystallogr. B. 2017. V. 73. P. 794.

  11. Dittrich B., Wandtke C.M., Meents A. et al. // ChemPhysChem. 2015. V. 16. P. 412.

  12. Malischewski M., Seppelt K., Sutter J. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2017. V. 56. P. 13372.

  13. Фукин Г.К., Баранов Е.В., Черкасов А.В. и др. // Коорд. химия. 2019. Т. 45. № 10. С. 584 (Fukin G.K., Baranov E.V., Cherkasov A.V. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2019. V. 45. № 10. P. 680). https://doi.org/10.1134/S1070328419090045

  14. Nelyubina Y.V., Korlyukov A.A., Lyssenko K.A. et al. // Inorg. Chem. 2017. V. 56. P. 4688.

  15. Фукин Г.К., Баранов Е.В., Черкасов А.В. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2019. № 9. С. 1650.

  16. Fukin G.K., Cherkasov A.V., Baranov E.V. et al. // ChemistrySelect. 2019. V. 4. P. 10976.

  17. Kovalenko A.A., Nelyubina Y.V., Korlyukov A.A. et al. // Z. Kristallogr. Cryst. Mater. 2018. V. 233. № 5. P. 317.

  18. Проблема белка. Т. 3: Структурная организация белка / Под ред. Попова Е.М. М.: Наука, 1997. 604 с.

  19. Evans W.J., Forrestal K.J., Ansari M.A. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1998. V. 120. P. 2180.

  20. Liu B., Roisnel T., Maron L. et al. // Chem. Eur. J. 2013. V. 19. P. 3986.

  21. Maleev A.A., Fagin A.A., Ilichev V.A. et al. // J. Organomet. Chem. 2013. V. 747. P. 126.

  22. Melman J.H., Rohde C., Emge T.J. et al. // Inorg. Chem. 2002. V. 41. P. 28.

  23. Кузяев Д.М., Румянцев Р.В., Фукин Г.К. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2014. № 4. С. 848.

  24. Kuzyaev D.M., Balashova T.V., Burin M.E. et al. // Dalton Trans. 2016. V. 45. P. 3464.

  25. Румянцев Р.В., Фукин Г.К. // Коорд. химия. 2019. Т. 45. № 11. С. 663 (Rumyantsev R.V., Fukin G.K. // Russ. J. Coord. Chem. 2019. V. 45. № 11. P. 767). https://doi.org/10.1134/S1070328419110058

  26. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. et al. Gaussian09. Revision D.01. Wallingford (CT, USA): Gaussian, Inc., 2009.

  27. Schuchardt K.L., Didier B.T., Elsethagen T. et al. // J. Chem. Inf. Model. 2007. V. 47. № 3. P. 1045.

  28. Ditchfield R., Hehre W.J., Pople J.A. // J. Chem. Phys. 1971. V. 54. P. 724.

  29. Hehre W.J., Ditchfield R., Pople J.A. // J. Chem. Phys. 1972. V. 56. P. 2257.

  30. Hariharan P.C., Pople J.A. // Theor. Chim. Acta. 1973. V. 28. P. 213.

  31. Clark T., Chandrasekhar J., Spitznagel G.W. et al. // J. Comput. Chem. 1983. V. 4. P. 294.

  32. Dolg M., Stoll H., Preuss H. // J. Chem. Phys. 1989. V. 90. P. 1730.

  33. AIMAll (version 17.11.14) / Todd A. Keith. Overland Park (KS, USA): TK Gristmill Software, 2017 (aim.tkgristmill.com).

  34. Jorge F.E., Martins L.S.C., Franco M.L. // Chem. Phys. Lett. 2016. V. 643. P. 84.

  35. Jayatilaka D., Grimwood D.J. // Comput. Sci. ICCS. 2003. V. 2660. P. 142.

  36. Jelsch C., Guillot B., Lagoutte A. et al. // J. Appl. Crystallogr. 2005. V. 38. P. 38.

  37. Stash A., Tsirelson V. // J. Appl. Crystallogr. 2002. V. 35. P. 371.

  38. Lu T., Chen F. // J. Comp. Chem. 2012. V. 33. P. 580.

  39. Fukin G.K., Baranov E.V., Jelsch C. // J. Phys. Chem. A. 2011. V. 115. P. 8271.

  40. Bader R.F. Atoms in Molecules: A Quantum Theory. Oxford: Oxford Univ. Press, 1990.

  41. Espinosa E., Molins E., Lecomte C. // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 285. P. 170.

  42. Checińska L., Mebs S., Hubschle C.B. et al. // Org. Biomol. Chem. 2006. V. 4. P. 3242.

  43. Karnoukhova V.A., Fedyanin I.V., Lyssenko K.A. // Struct. Chem. 2016. V. 27. P. 17.

  44. Hathwar V.R., Guru Row T.N. // Cryst. Growth Des. 2011. V. 11. P. 1338.

Дополнительные материалы отсутствуют.