книги из ГПНТБ / Хокинс, К. Абсолютная конфигурация комплексов металлов
.pdfКруговой дихроизм |
243 |
положительная полоса*). Для всех изученных комплексов переходы сохраняют одинаковые относительные энергии Г*, Га и А2.
Ли и Дуглас первыми предположили, что вращатель ные силы, обусловленные конфигурационным эффектом (расположение хелатов) и вицинальным эффектом, в ком плексах типа lCoen2L-am]2+ аддитивны 1118]. Они отнесли круговой дихроизм d/-[Coen2L-am]2+ (табл. 5-6) единствен но за счет вицинального эффекта и вычли его из КД d-
а |
5 |
Рис. 5-26. траяс-М,М'-Этилендиамнндиацетато-ь-аланинатоко- бальт(ІІІ) (а) и трйяс-тр«с-(ь-аланинато)кобальт(ІІІ) (б).
и /-изомеров, чтобы найти меру конфигурационного эффекта. «Рацемический» изомер показал систему по лос —, -j-, — в области Tjg-полосы поглощения. Хромо фором и в этом случае является CoN50, и, таким образом, А2 отрицательна, как было найдено, для систем, обсуж давшихся выше. Вицинальный эффект ь-аланина в ком плексах транс- N,N '-этилендиаминдиацетато-ь-аланина- токобальт(ІІІ) [113] и транс-трис-(ь-аланинато)ко- бальт(ІІІ) [51] был найден сложением наблюдаемых спек тров КД для L- и D-изомеров. Полученные спектры отве чают двойному и шестикратному вицинальным эффектам соответственно. Оба комплекса имеют, как показано на рис. 5-26, ромбическую симметрию транс-[СоЫ30 3], и наблюдаемые компоненты КД можно объяснить таким полем. ГNN и Г00 обладают соответственно наинизшей и
*) КД этого комплекса обсуждается еще раз в разделе, посвя щенном вицинальному эффекту, обусловленному асимметрическим донорным атомом.
16*
244 |
Глава 5 |
наивысшей энергиями. Как было найдено первоначально, L-аминокислоты вызывают один положительный и два отрицательных эффекта Коттона в области полосы Tlg (Гш и Г00 отрицательны, а r No положителен). Чтобы определить вицинальный эффект для ь-аланина в ком плексе транс-|Соох(ь-а1а)2Г, Хидака и Шимура исполь зовали принцип, аналогичный предложенному Дугласом
Рис. 5-27. Спектр поглощения |
йьм |
-транс-[Соох(ь-а1а)2]~(--------- |
), |
спектры КД гі546-изомеров (— — |
—) |
и /546-изомеров (----------------- |
) |
ивицинальный вклад ( . . . . ) [94].
исотр. [94]. Вицинальный эффект четырех молекул амино кислоты был получен сложением спектров КД о- и ь -изо меров (рис. 5-27). Этот комплекс имеет хромофор транс-
[Co0 4N2[; как и ожидалось; А2ё(0 4/г)-компонента с энер гией, более низкой, чем Eg, имеет отрицательный эффект Коттона.
На основании этих исследований можно расширить приведенное выше эмпирическое правило: «В тетраго нальных или ромбических комплексах аминокислота ь-конфигурации обнаруживает отрицательный эффект Коттона в переходе А2й(04Д)-происхождения и вызывает два невырожденных перехода с противоположными зна ками в Ее(0 4й)-полосе».
|
Круговой дихроизм |
245 |
Вицинальный эффект L-аминокислоты в комплексе ку |
||
бической |
симметрии был исследован только для цис- |
|
[Со(ь-а1а)3] |
151J. Наблюдался отрицательный эффект Кот |
тона, но имеющихся данных не достаточно для отнесения его к компоненте Е или А2 С3-молекулярного поля.
Подробно исследовался также вицинальный эффект L-аминокислот в комплексах меди(ІІ) 193, 159, 189, 190— 192, 198|. Вельман с сотрудниками утверждал, что наблю даемая ДОВ в области d—d-переходов обусловлена конформационным эффектом 1189—192J. Они отметили, что
кривые |
для I Си(ь-am)glу I возрастают |
по |
амплитуде в |
ряду |
R = СН3— < С Н 3СН— < |
СН3СН2СН2— < |
|
< (СН3)2СН— < С0Н6—СН2— < С6Н5, и, |
как пред |
полагали авторы, такой же ряд образуют разности энер гий между аксиальными и экваториальными конформа циями. В действительности разности энергий между ак сиальными и экваториальными конформациями для всех приведенных выше R"(R')CH-rpynn почти одинаковы, поскольку эти группы могут ориентироваться так, чтобы R' и R" уклонялись от значительных несвязанных взаи модействий. Вельман и сотрудники измерили также ДОВ ь-гистидинатоглицинатомеди(ІІ), ь-З-метил- и ь-1- метилгистидинатоглицинатомеди(ІІ). В спектрах двух первых соединений в отличие от спектров 1-метилпроиз- водного и большинства аналогичных ь-аминокислотных комплексов доминирует положительный эффект Коттона. По мнению авторов, это обусловлено тем, что ь-гистидин и L-3-метилгистидин в этих комплексах занимают три координационных места за счет координации имидазоль ных колец, и поэтому аминокислотный цикл принимает вынужденную А,-конформацию. В комплексе с 1-метил- гистидином апикальная координация невозможна, и по этому этот лиганд координировался как бидентатный в б-конформации. Возможно, что в комплексах с тридентатными лигандами значителен конформационный эффект, который и вызывает наблюдаемые изменения. Тем не ме нее нет данных, подтверждающих, что причиной наблю даемых эффектов Коттона является конформационный эффект. Под полосой поглощения имеются четыре пере хода с близкими энергиями, и наблюдаемый доминирую- 'щий эффект Коттона зависит от относительных враща
246 |
Глава 5 |
тельных сил этих четырех компонент, которые, как мож но ожидать, изменяются при превращении бидентатного лиганда в тридентатный. До тех пор пока не будет пря-
Рис. 5-28. Спектры поглощения (------------ ) и кругового дихроизма
(---------) Си(ь-а1а)2.
а — расчетные кривые КД для 1 : 1(— — —) и 1 : 2 типов комплексов и спектр поглощения 1 : 2 комплекса в водных растворах; б — в таблетках из КВг С93J.
мых доказательств обратного, вероятно, лучше рассмат ривать эффект Коттона как результат вицинального эф фекта.
Ясуи опубликовал данные по КД для комплексов меди(ІІ) с аминокислотами и предположил, что имеется четыре наблюдаемые полосы КД с системой знаков j , + , —, —, причем отрицательные пики доминируют в спектре [198, 199]. Прибор, который Ясуи использовал для своих измерений, был довольно малочувствителен, и последующие исследователи не смогли воспроизвести
Круговой дихроизм |
247 |
детали этого спектра. Хокинс и Вонг [93] получили спект ры КД для некоторых комплексов меди(П) с ь-аминокис- лотами состава 1 :1 и 1 : 2 и наблюдали три эффекта
і>,кК
Рис. 5-29. Спектры поглощения |
(----------- ) и кругового дихроизма |
(-------- ) |
Cu (і_-ѵа1)2- |
а — расчетн ые кривые КД для 1 : Н— — —)и1 : 2 типов комплексов и спектр
поглощения |
1 : 2 комплекса в водных растворах; о — в таблетках из KBr 193]. |
|
Коттона |
в области d—d-полосы |
поглощения с системой |
знаков |
(за исключением комплекса L-пролина, |
|
который |
показал систему —, -|-, |
—) (рис. 5-28 — 5-32). |
Спектроскопические данные из их исследования приведе ны в табл. 5-3 и 5-4. Наинизший по энергии переход (2Blg -► 2Aig) запрещен для дипольного магнитного излу чения как в тетрагональном, так и в ромбических полях в отличие от других переходов. Даже при низкой моле кулярной симметрии и с учетом спин-орбитального взаи модействия между уровнями Alg и следует ожидать,
*1 я И
.растворителе в растворенные ,комплексы Выделенные .сжатие на поправки без 00°,— При .)симметрией- ^ D с состояние возбужденное( отнесение Предварительное .воды доли мольной 67.0 содержащий ,Диметилсульфоксид
r- |
г |
г* |
г |
*0 |
•ъ |
< |
> |
—1 |
—1 |
5Г |
|
°о. |
о |
си |
|
|
|
|
|
|
|
|
05 |
|
05 |
|
|
05 |
|
|
|
|
4^ |
|
4*- |
|
|
(О |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
сл |
|
|
|
|
со |
|
сл |
|
|
сл |
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
СЛ |
|
|
|
|
|
СО |
|
со |
|
|
о |
|
|
|
со |
сл |
|
со |
С5 |
|
со |
|
|
|
СО |
сл |
С— |
о |
сл |
|
о |
|
|
|
о |
со |
о |
о |
|
о |
|
|
|
|
1 |
+ |
1 |
+ |
1 |
о |
+ |
|
|
|
о |
о |
о |
о |
о |
|
|
|
|
|
о |
Іо |
С— |
о |
о |
о |
|
|
|
|
N0 |
СЛ |
СО |
со |
сл |
|
о |
|
|
|
сл |
|
4* |
|
00 |
||
|
|
05 |
05 |
05 |
|
|
|
05 |
|
|
|
сл |
|
4* |
|
со |
со |
||
|
|
сл |
|
05 |
|
о |
|
|
о |
|
|
00 |
|
00 |
|
о> |
|
|
05 |
|
|
СО |
|
со |
|
со |
|
|
со |
|
|
to |
|
4^ |
|
со |
|
|
со |
! . |
,__ |
, . |
, . |
, . |
, . |
, . |
, . |
|
to |
СО |
05 |
со |
00 |
сл |
-д |
со |
05 |
|
|
К*) |
о |
■— |
00 |
4» |
to |
4* |
со |
|
сл |
СЛ |
05 |
о |
Сл |
сл |
сл |
о |
|
|
|
1 |
+ |
1 |
1 |
+ |
1 |
+ |
1 |
|
+ |
о |
о о о |
о |
о |
о |
о |
о |
|
о |
|
о |
4^ |
_ |
to |
to |
о |
о о |
to |
||
ю |
4* |
о |
гл |
05 |
to |
4*. |
со |
|
|
о |
СО |
о |
сл |
сл |
|
|
05 |
|
сл |
гл |
гл |
,03 |
гл |
гл |
гл |
CD |
гл |
|
N |
|
CD |
||||||||
|
Tb |
ть |
Ob |
оъ |
Ob |
(0 |
CTQ |
I« |
|
о> |
о |
о*"* |
а J |
я |
ЭЬ |
а J |
Ob |
||
|
о- |
|
|
|
За
о
-і
я
я
За
>
[93] (II) меди комплексовэ)аминокарбоксилато-а(-бис КД и поглощения спектрам по Данные
G
О»
R
J5
Ö
|
|
|
Круговой дихроизм |
|
249 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5-4 |
Данные по КД для моно- и £)ис-(а-аминокарбоксилато)- |
|||||||
|
|
комплексов меди(ІІ) при 20° |
[93] |
|
|||
Амино |
CuL |
|
CuL2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
Отнесение® |
||
кислота |
V, kK |
Aej, макс. |
V, kK |
Де2, |
макс. |
||
|
|
|
|||||
ь-АІа |
|
13,80 |
—0 , 0 2 1 |
12,80 |
+ 0,008 |
2 B2g |
|
L-Phe |
|
|
|
16,15 |
—0,078 |
2 Eg(ra) |
|
|
14,10 |
—0,095 |
< 1 2 ,5 |
~ + |
0,027 |
2 B2g |
|
|
|
17,40 |
+ 0 , 0 2 1 |
16,75 |
—0,255 |
2 Eg(Pa) |
|
D-Phg |
|
14,00 |
+ 0,141 |
< 1 2 ,5 |
c-'—0,06 |
2B.2g |
|
|
|
19,65 |
—0,042 |
16,22 |
+0,587 |
2 Eg(Pa) |
|
L-Trp |
|
14,50 |
—0,182 |
13,20 |
+0,199 |
2 ß 2g |
|
L-Val |
|
19,90 |
+0,030 |
16,75 |
— 1,175 |
2 Eg(rn) |
|
|
14,08 |
—0,055 |
13,05 |
+ 0,036 |
2b 2g |
||
|
|
|
|
16,90 |
—0,260 |
2Ей(Га) |
|
I,-Pro |
|
13,11 |
+ 0,230 |
15,83 |
+ 0,312 |
2Eg(ra) |
|
I.-Mel |
|
16,85 |
—0,037 |
19,40 |
—0,060 |
2Eg(rь) |
|
|
14,60 |
—0,070 |
< 1 2 ,5 |
r^ + 0,14 |
2B2g |
||
|
|
|
|
16,45 |
—0 , 2 0 2 |
2Eg(ra) |
|
а |
Предварительное |
отнесение |
для СиІ.2 |
(возбужденное |
состояние с |
||
О^-симметрией). |
|
|
|
|
|
что этот переход имеет значительно более низкую вра щательную силу, чем другие переходы. Поэтому Хокинс и Вонг отнесли эти три наблюдаемые эффекта Коттона к 2Blg-> 2B2g (D4ft) и к обеим компонентам тетрагонального перехода в 2£ е-состояние (Га и Г6). Для всех наблюдаемых в растворах спектров КД переход Га был доминирующим и имел в случае комплексов с ь-аминокислотами отри цательный эффект Коттона в отличие от комплексов с пролином.
Приведенное выше обсуждение было сосредоточено на вицинальном эффекте монодентатно координированного карбоксилата и замкнутой в хелатный цикл аминокисло ты. Поскольку считается, что вицинальный эффект пере-
250 |
Глава 5 |
дается на центральный атом металла через пространство и по связям, соединяющим асимметрический центр с хро мофором, для хелатов следует также рассмотреть эффект
е
60
40
20
О
|
із |
14 |
15 |
іб |
I? |
is |
ю го |
2і |
гг |
гз |
|
|
Рис. 5-30. Спектры поглощения (------------ ) |
и кругового дихроизма |
|||||||||||
а — р асчет н ы е |
кр и вы е |
(---------) Си(ь-рго)2. |
ти п о в |
к о м п л е к с о в и |
||||||||
К Д д л я |
1 : |
1 ( — |
— — ) и |
1 : 2 |
||||||||
сп ек т р |
п о гл о щ е н и я |
1 : 2 |
к о м п л е к са |
в вод н ы х р а с т в о р а х ; |
б — к о м п л е к с , |
р а с т в о |
||||||
ренны й |
в см еси |
д и м е т и л с у л ь ф о к с и д — Н 20 (м о л я р н о е |
со о т н о ш е н и е 1 |
: 2) при |
||||||||
|
20 К и п р и - - 9 0 °(— — — ); |
в |
— в т а б л е т к а х из К В г [9 3 ]. |
|
||||||||
|
|
|
Коттона, вызванный —ЫН2-группой. Асимметрический центр находится рядом с атомом азота, но удален на один атом от координированного кислорода. Как было пока-
Рис. 5-31. Спектры КД Cu(am) 2 в таблетках из КВг при 20 К, за исключением комплекса с 1,-тирозином, спектр которого снят при
— 190 К [93].
Рис. 5-32. Расчетные спектры КД для 1 : 1 (— — —) и 1 : 2 (------- |
) |
комплексов меди(ІІ) с аминокислотами [93]. |
|