Введение к работе
Актуальность работы. Сэндвичевые соединения занимают центральное место среди металлоорганических производных переходных металлов. Исследование закономерностей, определяющих их образование, строение и реакционную способность, является одной из приоритетных задач металлоорганической химии. Одним из наиболее интересных классов сэндвичевых соединений являются ареновые комплексы. В частности, производные железа и рутения нашли применение в гомогенном катализе, стехиометрическом органическом синтезе, а также для создания материалов, обладающих необычными свойствами. Однако родственные им ареновые комплексы кобальта изучены в значительно меньшей степени.
В последние годы в нашей лаборатории активно изучалась химия тетраметилциклобутадиеновых комплексов кобальта. Были синтезированы сэндвичевые, полусэндвичевые, металлакарборановые и кластерные соединения, содержащие фрагмент [(C4Me4)Co]+. Эти соединения могут быть перспективны для практического использования в гомогенном катализе и стехиометрическом органическом синтезе. Поэтому дальнейшее развитие химии фрагмента [(C4Me4)Co]+ и его аналогов [LСо]+ (L – 4-электронный лиганд) является актуальной задачей.
Цель работы. Основной целью работы является синтез и исследование реакционной способности монокатионных ареновых комплексов с 12-электронными частицами [LСо]+ (L = тетраметилциклобутадиен, борол, 1,3-циклооктендиил, диен), а также изучение природы связи в полученных соединениях с помощью квантовохимических расчетов.
Научная новизна и практическая значимость. Разработаны методы синтеза катионных (борол)ареновых комплексов кобальта. Показано, что оксиборольный комплекс [(C4H4BOН)Co(С6Н6)]+ обменивает бензольный лиганд на другие арены при облучении видимым светом. На основе ацетонитрильного сольвата [(C4H4BOMe)Co(MeCN)3]+ синтезированы трис(лигандные), циклопентадиенильные и карборановые комплексы, содержащие метоксиборольный лиганд. Получены первые примеры биядерных тетраметилциклобутадиеновых комплексов кобальта с аренами, содержащими в своем составе два бензольных кольца. Cинтезированы ранее неизвестные циклопентадиенильные и карборановые комплексы с фрагментом Co(1,3-циклооктендиил). Получены катионные (диен)ареновые комплексы кобальта. Структуры 11 соединений установлены с помощью метода РСА. На основе квантовохимических расчетов изучена природа связи Co–C6H6 в монокатионных комплексах кобальта.
Практическая ценность работы определяется предложенными в ней удобными препаративными методиками синтеза комплексов кобальта с тетраметилциклобутадиеновым, борольными, 1,3-циклооктендиильным и диеновыми лигандами. Синтезированные соединения могут найти применение в органическом синтезе и катализе.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийской конференции «Итоги и перспективы химии элементоорганических соединений» (Москва, 2009) и молодежном конкурсе ИНЭОС РАН (2010).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 4 научных статьях и 1 тезисах докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, выводов, экспериментальной части и списка литературы (118 ссылок). Материал изложен на 109 страницах и включает 11 рисунков, 73 схемы и 3 таблицы.
Автор выражает благодарность к.х.н. П.В. Петровскому за ЯМР-исследования и к.х.н. З.А. Стариковой за рентгеноструктурные исследования. Кроме того, автор признателен всем сотрудникам лаборатории p-комплексов переходных металлов за активное участие в полезных дискуссиях в ходе выполнения работы.
