Экспериментальное и теоретическое исследование гемипорфиразина кобальта в газовой фазе методом масс-спектрометрии

  • Dmitry A. Vyalkin
  • Igor V. Ryzhov
  • Alexey V. Eroshin
  • Aleksandra S. Kuznetsova
  • Mikhail K. Islyaikin
  • Yuriy Zhabanov
DOI: https://doi.org/10.6060/mhc256507z
Ключевые слова: Масс-спектрометрия, квантовая химия, гемипорфиразин, QCxMS

Аннотация

Состав пара и энтальпия сублимации комплекса гемипорфиразина кобальта(II) (CoHp) были определены с помощью эффузионного метода Кнудсена с использованием масс-спектрометра МИ-1201, модифицирован­ного для высокотемпературных исследований. Масс-спектры с ионизацией электронами также моделировались с помощью программы QCxMS, реализованной в программном пакете xTB. Энтальпия сублимации определялась по уравнению Клаузиуса-Клапейрона и составила 212(5) кДж/моль в температурном интервале 481–544 К. Энергия межмолекулярного взаимодействия оценивалась с использованием критерия, предложенного Эспинозой, для гемипорфиразина H2Hp и его комплекса с кобальтом CoHp в рамках теории QTAIM. Разница между энергиями межмолекулярного взаимодействия H2Hp и CoHp составила около 20 кДж/моль. В случае экспериментальных значений энтальпий сублимаций H2Hp и CoHp разница также составила 20 кДж/моль.

Литература

Belokurova A.P., Burmistrov V.A., Ershova Yu.N., Syrbu S.A., Koifman O.I. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Technol.]. 2008, 51, 41-44.

Girichev G.V., Giricheva N.I., Kudin L.S., Solomonik V.G., Belova N.V., Butman M.F., Vyalkin D.A., Dunaev A.M., Eroshin A.V., Zhabanov Yu.A., Krasnov A.V., Kuzmina L.E., Kuzmin I.A., Kurochkin I.Yu., Motalov V.B., Navarkin I.S., Pimenov O.A., Pogonin A.E., Sliznev V.V., Smirnov A.N., Tverdova N.V., Shlykov S.A. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Technol.]. 2023, 66 (7), 11-30. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20236607.6850j

Barragán A., Urbani M., Gallardo A., Pérez-Elvira E., Lauwaet K., Miranda R., Écija D., Torres T., Urgel J. I. Small 2025, 21, 2408085. https://doi.org/10.1002/smll.202408085

Elvidge J. A., Linstead R. P. J. Chem. Soc. 1952, 5008-5012. https://doi.org/10.1039/jr9520005008

Campbell J.B. Macrocyclic Coloring Compounds and Process of Making the Same. US Patent 2,765,308 1956.

Attanasio D., Collamati I., Cervone E. Inorg. Chem. 1983, 22(22), 3281-3287. https://doi.org/10.1021/ic00164a022

Fernández-Lázaro F., Torres T., Hauschel B., Hanack M. Chem. Rev. 1998, 98, 563-576. https://doi.org/10.1021/cr970002a

Ziegler C.J. Handbook of Porphyrin Science: With Applications to Chemistry, Physics, Materials Science, Engineering, Biology and Medicine-Volume 17: Synthetic Developments (Part II). 2012, 113-238. https://doi.org/10.1142/9789814335508_0004

Islyaikin M.K., Ivanov E.N., Koifman O.I., Konarev D.V. J. Porphyrins Phthalocyanines 2023, 27, 55-67. https://doi.org/10.1142/S1088424623300069

Bacilla A.C.C., Okada Y., Yoshimoto S., Islyaikin M.K., Koifman O.I., Kobayashi N. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2021, 94, 34-43. https://doi.org/10.1246/bcsj.20200188

Muranaka A., Ohira S., Hashizume D., Koshino H., Kyotani F., Hirayama M., Uchiyama M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 190-193. https://doi.org/10.1021/ja210410c

Makarova A.S., Kibireva Y.E., Vasina M.V., Islyaikin M.K. Macroheterocycles 2024, 17, 87-91. https://doi.org/10.6060/mhc245890m

Ásgeirsson V., Bauer C.A., Grimme S. Chem. Sci. 2017, 8, 4879-4895. https://doi.org/10.1039/C7SC00601B

Pracht P., Bohle F., Grimme S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 7169-7192. https://doi.org/10.1039/C9CP06869D

Granovsky A.A. Firefly Version 8. http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/ (date of access 05.05.2025)

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

Eroshin A.V., Otlyotov A.A., Zhabanov Y.A., Veretennikov V.V., Islyaikin M.K. Macroheterocycles 2021, 14, 119-129. https://doi.org/10.6060/mhc201026z

Otlyotov A.A., Zhabanov Y.A., Pogonin A.E., Kuznetsova A.S., Islyaikin M.K., Girichev G.V. J. Mol. Struct. 2019, 1184, 576-582. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2019.02.022

Grimme S. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6306-6312. https://doi.org/10.1002/anie.201300158

Bauer C.A., Grimme S. Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 8737-8744. https://doi.org/10.1039/C4OB01668H

Bauer C.A., Grimme S. J. Phys. Chem. A 2014, 118, 11479-11484. https://doi.org/10.1021/jp5096618

Bauer C.A., Grimme S. Eur. J. Mass Spectrom. 2015, 21, 125-140. https://doi.org/10.1255/ejms.1313

Bauer C.A., Grimme S. Phys. Chem. A 2016, 120, 3755-3766. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.6b02907

Ásgeirsson V., Bauer C.A., Grimme S. Chem. Sci. 2017, 8, 4879-4895. https://doi.org/10.1039/C7SC00601B

Koopman J., Grimme S. ACS Omega 2019, 4, 15120-15133. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b02011

Grimme S., Brandenburg J.G., Bannwarth C., Hansen A. J. Chem. Phys. 2015, 143, 054107. https://doi.org/10.1063/1.4927476

Neese F., Wennmohs F., Becker U., Riplinger C. J. Chem. Phys. 2020, 152, 224108. https://doi.org/10.1063/5.0004608

Bursch M., Mewes J., Hansen A., Grimme S. Angew. Chem. 2022, 134, e202205735. https://doi.org/10.1002/ange.202205735

Encyclopedia of Computational Chemistry (von Ragué Schleyer P., Ed.), 1998, John Wiley and Sons.

Lu T., Chen F. J. Comput. Chem. 2012, 33, 580-592. https://doi.org/10.1002/jcc.22885

Pogonin A.E., Krasnov A.V., Zhabanov Yu.A., Perov A.A., Rumyantseva V.D., Ischenko A.A., Girichev G.V. Macroheterocycles 2012, 5, 315-320. https://doi.org/10.6060/mhc2012.121109g

Kuznetsova A.S., Pechnikova N.L., Zhabanov Y.A., Khochenkov A.E., Koifman O.I., Aleksandriiskii V.V., Islyaikin M.K. J. Porphyrins Phthalocyanines 2019, 23, 296-302. https://doi.org/10.1142/S1088424619500263

Trukhina O.N., Zhabanov Y.A., Krasnov A.V., Danilova E.A., Islyaikin M.K. J. Porphyrins Phthalocyanines 2011, 15, 1287-1291. https://doi.org/10.1142/S108842461100418X

Groom C.R., Bruno I.J., Lightfoot M.P., Ward S.C. Acta Cryst. B 2016, 72, 171-179. https://doi.org/10.1107/S2052520616003954

Peng S., Wang Y., Chen C., Lee J., Liaw D. J. Chin. Chem. Soc. 1986, 33(1), 23-33. https://doi.org/10.1002/jccs.198600003

Eroshin A.V., Zhabanov Yu.A., Stuzhin P.A., Pakhomov G.L. Khimicheskaya Fizika (Russ. J. Phys. Chem. B) 2025, 44(5), 76–87. https://doi.org/10.31857/S0207401X25050092

Espinosa E., Molins E., Lecomte C. Chem. Phys. Lett. 1998, 285, 170-173. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(98)00036-0

Опубликован
2025-07-08
Как цитировать
Vyalkin, D., Ryzhov, I., Eroshin, A., Kuznetsova, A., Islyaikin, M., & Zhabanov, Y. (2025). Экспериментальное и теоретическое исследование гемипорфиразина кобальта в газовой фазе методом масс-спектрометрии. Макрогетероциклы/Macroheterocycles, 18(2), 67-72. https://doi.org/10.6060/mhc256507z
Выпуск
Том 18 № 2 (2025)
Раздел
Порфиразины