Quantum-Chemical Study of the Molecular Structure of Tetra(4-tert-butyl-5-nitro)phthalocyanine, as well as Complexes of Tetra(4-tert-butyl-5-nitro)- and Tetra(4-tert-butyl-5- amino)phthalocyanine with Nickel

  • Natalya A. Magdalinova
  • Ksenia A. Sharova
  • Mariya E. Klyueva
  • Mikhail V. Klyuev
DOI: https://doi.org/10.6060/mhc235049m
Ключевые слова: молекулярная структура, нитрофталоцианин, комплекс никеля, квантово-химические расчеты.

Аннотация

С применением гибридного метода функционала плотности DFT/B3LYP/6-31G* осуществлен квантово-химический расчет геометрических параметров, энергетических и электронных характеристик молекулярной структуры тетра-(4-трет-бутил-5-нитро)фталоцианина, а также комплексов тетра-(4-трет-бутил-5-нитро)фталоцианина и тетра-(4-трет-бутил-5-амино)фталоцианина с никелем. Показано, что комплексообразование фталоцианина с никелем, а также введение заместителей разной природы оказывают влияние на молекулярную структуру исходного тетра-(4-трет-бутил-5-нитро)фталоцианина. Наличие металла в молекуле фталоцианина приводит к изменениям в основном длин связей и валентных углов при атомах, участвующих в комплексообразовании. Возникающее в результате этого донорно-акцепторное взаимодействие преимущественно оказывает влияние на распределение электронной плотности на атомах азота в хелатном узле NiN4 и на атоме никеля. Основной вклад в изменения энергетических характеристик вносит природа заместителя: замена нитрогрупп на электронодонорные аминогруппы приводит к изменению энергий ВЗМО и НСМО. Распределение электронной плотности в молекуле тетра-(4-трет-бутил-5-амино)фталоцианина никеля отражается на электронных характеристиках. С помощью NBO-анализа в комплексах определена полная энергия донорно-акцепторных орбитальных взаимодействий, приходящихся на одну связь N–Ni.

Литература

Shaposhnikov G.P., Kulinich V.P., Maizlish V.E. Modified Phthalocyanines and Their Structural Analogs. Moscow, 2012. 480 p.

Maizlish V.E., Rodionov A.V., Shaposhnikov G.P. Patent 2507229 RF 2014.

Klyuev M.V., Magdalinova N.A., Klyueva M.E., Tikhomirova T.V., Maizlish V.E. Macroheterocycles 2021, 14, 201-203. https://doi.org/10.6060/mhc211247k

Mikhailov O.V., Chachkov D.V. Herald of Kazan Technological University 2010(9), 63-67.

Chachkov D.V., Mikhailov O.V., Shamsutdinov T.F. Herald of Kazan Technological University 2011(2), 332-335.

Chachkov D.V., Mikhailov O.V., Shamsutdinov T.F. Herald of Kazan Technological University 2011(15), 17-20.

Tverdova N.V., Pimenov O.A., Girichev G.V., Shlykov S.A., Mayzlish V.E., Koifman O.I., Giricheva N.I. J. Mol. Struct. 2012, 1023, 227-233. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2012.05.066

Granovsky A.A. // Firefly version 8, www http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html

Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A., Elbert S.T., Gordon M.S., Jensen J.H., Koseki S., Matsunaga N., Nguyen K.A., Su S., Windus T.L., Dupuis M., Montgomery J.A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-1363. https://doi.org/10.1002/jcc.540141112

NWChem/ http://www.nwchem-sw.org/index.php/Main_Page

Zhurko G.A., Zhurko D.A. Freeware version of Chemcraft for Windows. http://www.chemcraftprog.com/index.html

Опубликован
2023-10-19
Как цитировать
Magdalinova, N., Sharova, K., Klyueva, M., & Klyuev, M. (2023). Quantum-Chemical Study of the Molecular Structure of Tetra(4-tert-butyl-5-nitro)phthalocyanine, as well as Complexes of Tetra(4-tert-butyl-5-nitro)- and Tetra(4-tert-butyl-5- amino)phthalocyanine with Nickel. Макрогетероциклы/Macroheterocycles, 16(3), 225-231. https://doi.org/10.6060/mhc235049m
Выпуск
Том 16 № 3 (2023)
Раздел
Фталоцианины