Структурная химия комплексных соединений UO₂Cl₂ с нейтральными донорными лигандами (обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Систематизированы и обсуждены кристаллические структуры комплексных соединений UO2Cl2 с нейтральными лигандами, содержащими донорные атомы O, N, S и C, изученных монокристальным методом рентгеноструктурного анализа. Определены кристаллохимические особенности строения разнолигандных комплексных соединений UO2Cl2Ln в зависимости от отношения числа атомов Cl к числу донорных атомов O, N, S и C координированных лигандов в соединении. В разнолигандных комплексных соединениях UO2Cl2Ln при отношении 2Cl : O, 2Cl : 3O(N) и Cl : 4O координационный полиэдр шестивалентного атома урана в структуре имеет пентагонально-бипирамидальное строение. Атомы кислорода уранильной группы сосредоточены на вертикальной оси пентагональной бипирамиды, перпендикулярно экваториальной плоскости полиэдра, в которой расположены пять атомов координированных лигандов. При отношении 2Cl : 2O (N, S, C) в разнолигандных комплексных соединениях UO2Cl2Ln атомы урана образуют тетрагонально-бипирамидальные полиэдры (искаженные октаэдры) с уранильными группами в аксиальных вершинах, атомами хлора и донорными атомами лигандов в экваториальной плоскости. В небольшой группе разнолигандных соединений UO2Cl2Ln с отношением 2Cl : 4N реализуются гексагонально-биирамидальные полиэдры атомов U с атомами Cl и N в экваториальной плоскости и нелинейной группой UO22+ (∠ O(1)=U=O(2) 161.81(11)–168.3(3)°).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Рувен Лейзерович Давидович

Институт химии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: davidovich@ich.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0002-8473-3580

доктор химических наук, главный научный сотрудник, профессор

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Taylor J.C., Wilson P.W. The structure of anhydrous uranyl chloride by powder neutron diffraction // Acta Crystallogr. Sect. B. Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 1973. Vol. B29. No. 5. P. 1073–1076. doi: 10.1107/s0567740873003882.
  2. Debets P.C. The structures of uranyl chloride and its hydrates // Acta Crystallogr. Sect. B. Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 1968. Vol. B24. No. 3. P. 400–402. doi: 10.1107/s056774086800244x.
  3. Davidovich R.L., Goreshnik E.A. Structural chemistry of fluoride complexes of uranyl // Struct. Chem. 2023. Vol. 34 (1). P. 265–284. https://doi.org/10.1007/s11224-022-02095-8.
  4. Taylor J.C., Wilson P.W. The structure of uranyl chloride monohydrate by neutron diffraction and the disorder of the water molecule // Acta Crystallogr. Sect. B. Structur. Crystallogr. Cryst. Chem. 1974. Vol. B30. No. 1. P. 169–175. doi: 10.1107/s0567740874002421.
  5. Wilkerson M.P., Burns C.J., Paine R.T., Scott B.L. Synthesis and Crystal Structure of UO2Cl2(THF)3: A Simple Preparation of an Anhydrous Uranyl Reagent // Inorg. Chem. 1999. Vol. 38. No. 18. P. 4156–4158. doi: 10.1021/ic990159g.
  6. Keramidas A.D., Rikkou M.P., Drouza C., Raptopoulou C.P., Terzis A., Pashalidis A. Investigation on uranyl interaction with bioactive ligands. Synthesis and structural studies of the uranyl complexes with glycine and N-(2-mercaptopropionyl)glycine // Radiochim Acta. 2002. Vol. 90. No. 9–11. P. 549–554. doi: 10.1524/ract.2002.90.9-11_2002.549.
  7. Charpin P., Lance M., Nierlich M., Vigner D., Marquet-Ellis H. Structure of Tris(N-tert-butylformamide)dichlorodioxouranium(VI) // Acta Crystallogr. 1988. Vol. C44. No. 8. P. 1489–1490. doi: 10.1107/s0108270188003907.
  8. Smith P.A., Spano T.L., Burns P.C. Synthesis and structural characterization of a series of uranyl-betaine coordination complexes // Z. Krist. Cryst. Mater. 2018. Vol. 233. P. 507–513. https://doi.org/10.1515/zkri-2017-2139.
  9. Bombieri G., Forsellini E., Day J.P., Azeez W.I. Crystal and molecular structure of dichlorodioxobis(triphenylphosphine oxide)uranium(VI) // J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1978. No. 6. P. 677–680. doi: 10.1039/dt9780000677.
  10. Akona S.B., Fawcett J., Holloway J.H., Russell D.R., Leban I. Structures of cis- and trans-dichlorodioxobis(triphenylphosphine oxide)uranium(VI) // Acta Crystallogr. Section C. Cryst. Struct. Commun. 1991. Vol. C47. No. 1. P. 45–48. doi: 10.1107/s0108270190007181.
  11. Kannan S., Barnes C.L., Duval P.B. Versatile new uranyl(VI) dihalide complexes supported by tunable organic amide ligands // Chem. Commun. 2005. No. 48. P. 5997–5998. https://doi.org/10.1039/B512966D.
  12. Das D., Vats B.G., Kannan S., Kumar M., Sureshkumar M.K. Synthetic and structural studies of piperidine carboxamide uranyl ion complexes // Polyhedron. 2014. Vol. 81. P. 39–44. doi: 10.1016/j.poly.2014.05.037.
  13. Vats B.G., Das D., Sadhu B., Kannan S., Pius I.C., Noronha D.M., Kumar M.P.B. Selective recognition of uranyl ions from bulk of thorium(IV) and lanthanide(III) ions by tetraalkyl urea: a combined experimental and quantum chemical study // Dalton Trans. 2016. Vol. 45. No. 25. P. 10319–10325. doi: 10.1039/c6dt01191h.
  14. Russell J.C., du Plessis M.P., Nassimbeni L.R., du Preez J.G.H., Gellatly J.G.H. The Crystal and Molecular Structure of Dichlorobis(hexamethylphosphoramide)-dioxouranium(Vl): UO2CI2. 2(HMPA) // Acta Crystallogr. Sect. B. Struct Crystallogr. Cryst. Chem. 1977. Vol. B33. P. 2062–2065. https://doi.org/10.1107/S0567740877007742.
  15. Du Preez J.G.H., Gellatly B.J., Jackson G., Nassimbeni L.R., Rodgers A.L. The chemistry of uranium. Pt 23. Isomorphous tetrachlorobis(hexamethylphosphoramide) uranium(IV) and tetrabromobis(hexamethylphosphoramide) uranium(IV) // Inorg. Chim. Acta. 1978. Vol. 27. P. 181–184. doi: 10.1016/s0020-1693(00)87281-3.
  16. Julien R., Rodier N., Khodadad P. Structure Cristalline du Dioxodichloro Bis(hexamethylphosphorotriamide) Uranium(Vl) UO₂CI₂{OP[N(CH₃)₂]₃}₂ // Acta Crystallogr. Sect. B. Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 1977. Vol. B33. No. 8. P. 2411–2414. https://doi.org/10.1107/S0567740877008620.
  17. Häller L.J.L., Kaltsoyannis N., Sarsfield M.J., May I., Cornet S.M., Redmond M.P., Helliwell M.A. Structural and Theoretical Investigation of Equatorial cis and trans Uranyl Phosphinimine and Uranyl Phosphine Oxide Complexes UO₂Cl₂(Cy₃PNH)₂ and UO₂Cl₂(Cy₃PO)₂ // Inorg. Chem. 2007. Vol. 46. No.12. P. 4868–4875. doi: 10.1021/ic062031m.
  18. Weis E.M., Duval P.B., Jurisson S.S. Syntheses and structures of two uranyl complexes with DMPU // Radiochim Acta. 2012. Vol. 100. No. 4. P. 237–241. doi: 10.1524/ract.2012.1911.
  19. Jacobs A., van Vuuren C.P.J., van Rooyen P.H. The solid-state chemistry of uranium. Pt. 3. The crystal structure and thermochemistry of dichloro-bis(N1N1N’N’-tetramethylurea)-dioxouranium(VI) // S. Afr. J. Chem. 1986. Vol. 39. No. 4. P. 174–178.
  20. Sarsfield M.J., May I., Cornet S.M., Helliwell M. Preference for Nitrogen versus Oxygen Donor Coordination in Uranyl- and Neptunyl(VI) Complexes // Inorg. Chem. 2005. Vol. 44. No. 21. P. 7310–7312. doi: 10.1021/ic051161c.
  21. Bertke J.A., Bunge S.D. Stable analogs of the uranyl ion containing 1,1,3,3-tetramethylguanidine // Dalton Trans. 2007. No. 41. P. 4647–4649. doi: 10.1039/b712054k.
  22. Oldham Jr. W.J., Oldham S.M., Smith W.H., Costa D.A., Scott B.L., Abney K.D. Synthesis and structure of N-heterocyclic carbene complexes of uranyl dichloride // Chem. Commun. 2001. No. 15. P. 1348–1349. doi: 10.1039/b102649f.
  23. Kelley S.P., Smetana V., Nuss J.S., Dixon D.A., Vasiliu M., Mudring A.-V., Rogers R.D. Dehydration of UO₂Cl₂3H₂O and Nd(NO₃)₃·6H₂O with a Soft Donor Ligand and Comparison of Their Interactions through X-ray Diffraction and Theoretical Investigation // Inorg. Chem. 2020. Vol. 59. P. 2861–2869. doi: 10.1021/acs.inorgchem.9b03228.
  24. Lhoste J., Henry N., Loiseau T., Guyot Y., Abraham F. Crystal structures of 2,2′:6′,2″-terpyridine uranyl chlorides molecular assemblies and their luminescence signatures // Polyhedron. 2013. Vol. 50. No. 1. P. 321–327. doi: 10.1016/j.poly.2012.11.026.
  25. Copping R., Jeon B., Pemmaraju C.D., Wang S., Teat S.J., Janousch M., Tyliszczak T., Canning A., Grønbech-Jensen N., Prendergast D., Shuh D.K. Toward Equatorial Planarity about Uranyl: Synthesis and Structure of Tridentate Nitrogen-Donor {UO₂}²⁺ Complexes // Inorg. Chem. 2014. Vol. 53. No. 5. P. 2506–2515. doi: 10.1021/ic4026359.
  26. Berthet J.-C., Siffredi G., Thuéry P., Ephritikhine M. Synthesis and crystal structure of pentavalent uranyl complexes. The remarkable stability of UO2X (X = I, SO₃CF₃) in non-aqueous solutions // Dalton Trans. 2009. No. 18. P. 3478–3494. doi: 10.1039/b820659g.
  27. Schöne S., Radoske T., März J., Stumpf T., Patzschke M., Ikeda-Ohno A. [UO₂Cl₂(phen)₂], a Simple Uranium(VI) Compound with a Significantly Bent Uranyl Unit (phen=1,10-phenanthroline) // Chem. – A Eur. J. 2017. Vol. 23. No. 55. P. 13574–13578. doi: 10.1002/chem.201703009.
  28. Pedrick E.A., Schultz J.W., Wu G., Mirica L.M., Hayton T. W. Perturbation of the O–U–O Angle in Uranyl by Coordination to a 12-Membered Macrocycle // Inorg. Chem. 2016. Vol. 55. No. 11. P. 5693–5701. doi: 10.1021/acs.inorgchem.6b00799.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Строение молекулярного комплекса [UO₂Cl₂(THF)₃] в структуре UO₂Cl₂(THF)₃ [5]

Скачать (123KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Строение молекулярного комплекса [UO₂(Hgly)₂Cl₂] в структуре UO₂(Hgly)₂Cl₂ [6]

Скачать (79KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Строение молекулярного комплекса [UO₂Cl₂(L₃)₂] (L₃ = (CH₂)₅NCON(i-Pr)₂) в структуре {UO₂Cl₂(Cl₂H₂₄N₂O₂)₂}[10]

Скачать (158KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Строение комплексов цис-[UO₂Cl₂(Cy₃PNH)₂] (а) и транc-[UO₂Cl₂(Cy₃PNH)₂] (б) в структуре UO₂Cl₂(Cy₃PNH)₂·2CH₂Cl₂ [17]

Скачать (229KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025