Трис(бипиридин)рутений(II) хлорид
 | |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена Рубль Рутений-трис(2,2'-бипиридил)дихлорид | |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol ) |
|
| Информационная карта ECHA | 100.034.772 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ |
|
Панель управления CompTox ( EPA ) |
|
| Характеристики | |
| С 30 Н 24 Н 6 Cl 2 Ru·6H 2 О | |
| Молярная масса | 640,53 г/моль (безводный) 748,62 г/моль (гексагидрат) |
| Появление | красный сплошной |
| Плотность | твердый |
| Температура плавления | >300 °С |
| мало растворим в воде; растворим в ацетоне | |
| Структура | |
| Октаэдрический | |
| 0 Д | |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | умеренно токсичный |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | трихлорид рутения 2,2'-бипиридин |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Хлорид трис(бипиридина)рутения(II) хлоридной соли представляет собой координационный комплекс с формулой [Ru(bpy) 3 ]Cl 2 . Этот полипиридиновый комплекс представляет собой красную кристаллическую соль, полученную в виде гексагидрата , хотя все интересующие свойства присущи катиону [ Ru(bpy) 3 ] 2+ , который привлек большое внимание из-за своих отличительных оптических свойств. Хлориды можно заменить другими анионами , например PF 6. − .
Синтез и структура
[ редактировать ]
Эту соль получают обработкой водного раствора трихлорида рутения бипиридином 2,2'- . При этом превращении Ru(III) восстанавливается до Ru(II), а гипофосфористая кислота . в качестве восстановителя обычно добавляется [1] [Ру(бpy) 3 ] 2+ является октаэдрическим, содержащим центральный низкоспиновый d 6 Ион Ru(II) и три бидентатных лиганда bpy. Расстояния Ru-N составляют 2,053(2), что короче расстояний Ru-N для [Ru(bpy) 3 ] 3+ . [2] Комплекс хиральный, D3 симметрии . Он был разделен на энантиомеры . Считается, что в низшем триплетном возбужденном состоянии молекула достигает более низкой симметрии C 2 , поскольку возбужденный электрон локализуется преимущественно на одном бипиридиловом лиганде. [3] [4]
Фотохимия [Ru(bpy) 3 ] 2+
[ редактировать ]
[Ру(бpy) 3 ] 2+ поглощает ультрафиолет и видимый свет. Водные растворы [Ru(bpy) 3 ]Cl 2 имеют оранжевый цвет из-за сильного поглощения MLCT при 452 ± 3 нм ( коэффициент экстинкции 14 600 M). −1 см −1 ). Дальнейшие полосы поглощения обнаруживаются при 285 нм, соответствующие лиганд-центрированному π. * ← π-переходы и слабый переход около 350 нм (dd-переход). [5] Результаты поглощения света с образованием возбужденного состояния имеют относительно большое время жизни - 890 нс в ацетонитриле. [6] и 650 нс в воде. [6] Возбужденное состояние релаксирует в основное состояние за счет испускания фотона или безызлучательной релаксации. Квантовый выход составляет 2,8% в насыщенной воздухом воде при 298 К, а максимальная длина волны излучения составляет 620 нм. [7] Длительное время жизни возбужденного состояния объясняется тем, что оно является триплетным , тогда как основное состояние является синглетным , и отчасти тем, что структура молекулы допускает разделение зарядов. Синглет-триплетные переходы запрещены и поэтому часто медленны .
Как и все возбужденные состояния молекул, триплетное возбужденное состояние [Ru(bpy) 3 ] 2+ обладает как более сильными окислительными, так и восстановительными свойствами, чем его основное состояние. Такая ситуация возникает потому, что возбужденное состояние можно описать как Ru 3+ комплекс, содержащий bpy •− анион-радикал в качестве лиганда. Таким образом, фотохимические свойства [Ru(bpy) 3 ] 2+ напоминают фотосинтетический процесс , который также включает разделение электрона и дырки . [8]
[Ру(бpy) 3 ] 2+ был исследован как фотосенсибилизатор как при окислении, так и при восстановлении воды. При поглощении фотона [Ru(bpy) 3 ] 2+ переходит в вышеупомянутое триплетное состояние, обозначаемое [Ru(bpy) 3 ] 2+ *. Этот вид переносит электрон, расположенный на одном лиганде bpy, жертвенному окислителю, такому как пероксодисульфат (S 2 O 8 2− ). Полученный [Ru(bpy) 3 ] 3+ является мощным окислителем и окисляет воду до O 2 и протонов с помощью катализатора . [9] Альтернативно, восстанавливающая способность [Ru(bpy) 3 ] 2+ * можно использовать для восстановления метилвиологена , перерабатываемого носителя электронов, который, в свою очередь, восстанавливает протоны на платиновом катализаторе. Чтобы этот процесс был каталитическим, используйте жертвенный восстановитель, такой как ЭДТА. 4− или триэтаноламин используется для возврата Ru(III) обратно в Ru(II).
Производные от [Ru(bpy) 3 ] 2+ многочисленны. [10] [11] Такие комплексы широко обсуждаются для применения в биодиагностике, фотогальванике и органических светодиодах , но ни одно производное не было коммерциализировано. Применение [Ru(bpy) 3 ] 2+ и его производных, производство оптических химических сенсоров, пожалуй, является одной из самых успешных областей на сегодняшний день. [12]
[Ру(бpy) 3 ] 2+ и фотоокислительно-восстановительный катализ
[ редактировать ]Использование фотоокислительно-восстановительного катализа [Ru(bpy) 3 ] 2+ как сенсибилизатор как стратегия органического синтеза. Множество аналогов [Ru(bpy) 3 ] 2+ также трудоустроены. Эти преобразования используют окислительно-восстановительные свойства [Ru(bpy) 3 ] 2+ * и его восстановительно закаленная производная [Ru(bpy) 3 ] + . [13] [14] [15] [16]
Безопасность
[ редактировать ]Металлический бипиридин, а также родственные фенантролиновые комплексы обычно биоактивны, поскольку могут действовать как интеркалирующие агенты .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Брумхед Дж.А.; Молодой CG (1990). «Трис(2,2″-бипиридин)рутений(II)дихлорид гексагидрат». Неорганические синтезы . Том. 28. С. 338–340. дои : 10.1002/9780470132593.ch86 . ISBN 978-0-470-13259-3 .
- ^ Бинер, М.; Буэрги, HB; Люди, А.; Рёр, К. (1 июня 1992 г.). «Кристаллическая и молекулярная структура [Ru(bpy)3](PF6)3 и [Ru(bpy)3](PF6)2 при 105 К». Дж. Ам. хим. Соц . 114 (13): 5197–5203. дои : 10.1021/ja00039a034 .
- ^ Да, Элвин Т.; Чарльз В. Шэнк ; Джеймс К. Маккаскер (2000). «Динамика сверхбыстрой локализации электронов после фотоиндуцированного переноса заряда». Наука . 289 (5481): 935–938. Бибкод : 2000Sci...289..935Y . CiteSeerX 10.1.1.612.8363 . дои : 10.1126/science.289.5481.935 . ПМИД 10937993 .
- ^ Томпсон, Дэвид В.; Ито, Акитака; Мейер, Томас Дж. (30 июня 2013 г.). «[Ru(bpy)3]2+* и другие замечательные возбужденные состояния с переносом заряда металл-лиганд (MLCT)» . Чистая и прикладная химия . 85 (7): 1257–1305. doi : 10.1351/PAC-CON-13-03-04 . S2CID 98792207 .
- ^ Кальянасундарам, К. (1982). «Фотофизика, фотохимия и преобразование солнечной энергии с помощью трис(бипиридил)рутения(II) и его аналогов». Обзоры координационной химии . 46 : 159–244. дои : 10.1016/0010-8545(82)85003-0 .
- ^ Jump up to: а б Монтальти, Марко; Альберто Седи; Лука Проди; М. Тереза Гандольфи (2006). Справочник по фотохимии (3-е изд.). 6000 Broken Sound Prkway NW, Suite 200 Бока-Ратон, Флорида: CRC press Taylor & Francisco Group. стр. 379–404 . ISBN 978-0-8247-2377-4 .
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) - ^ Накамару, Кацуми (1982). «Синтез, квантовые выходы люминесценции и время жизни трихелатированных смешанно-лигандных комплексов рутения (II), включая 3,3'-диметил-1-2,2'-бипиридил» . Бюллетень Химического общества Японии . 55 (9): 2697. doi : 10.1246/bcsj.55.2697 .
- ^ Эй Джей Бард и М. А. Фокс (1995). «Искусственный фотосинтез: солнечное расщепление воды на водород и кислород». Акк. хим. Рез. 28 (3): 141–145. дои : 10.1021/ar00051a007 .
- ^ М. Хара; КЦ Варакса; Джей Ти Лин; Б. А. Льюис и Т. Э. Маллук (2000). «Фотокаталитическое окисление воды в буферной системе трис(2,2'-бипиридил)рутения-коллоидный IrO2». Дж. Физ. хим. А. 104 (22): 5275–5280. Бибкод : 2000JPCA..104.5275H . CiteSeerX 10.1.1.547.1886 . дои : 10.1021/jp000321x .
- ^ А. Юрис; В. Бальзани; Ф. Баригеллетти; С. Кампанья; П. Бельзер и А. фон Зелевский (1988). «Полипиридиновые комплексы Ru(II) - фотофизика, фотохимия, электрохимия и хемилюминесценция». Коорд. хим. Преподобный . 84 : 85–277. дои : 10.1016/0010-8545(88)80032-8 .
- ^ С. Кампанья; Ф. Пунториро; Ф. Настаси; Дж. Бергамини и В. Бальзани (2007). Фотохимия и фотофизика координационных соединений: рутений . Темы современной химии. Том. 280. стр. 117–214. дои : 10.1007/128_2007_133 . ISBN 978-3-540-73346-1 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Дж. Орельяна и Д. Гарсия-Фреснадильо (2004). «Экологическое и промышленное оптозондирование с использованием специально разработанных люминесцентных полипиридильных комплексов Ru (II)». Оптические датчики . Серия Springer о химических сенсорах и биосенсорах. Том. 1. С. 309–357. дои : 10.1007/978-3-662-09111-1_13 . ISBN 978-3-642-07421-9 .
- ^ Ромеро, Натан А.; Ницевич, Дэвид А. (10 июня 2016 г.). «Органический фотоокислительно-восстановительный катализ». Химические обзоры . 116 (17): 10075–10166. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00057 . ПМИД 27285582 .
- ^ Троубридж, Аарон; Уолтон, Скарлетт М.; Гонт, Мэтью Дж. (2020). «Новые стратегии синтеза алифатических аминов, катализируемого переходными металлами» . Химические обзоры . 120 (5): 2613–2692. doi : 10.1021/acs.chemrev.9b00462 . ПМИД 32064858 .
- ^ Ван, Чан-Шэн; Дикснеф, Пьер Х.; Суле, Жан-Франсуа (2018). «Фотоокислительно-восстановительный катализ для создания связей C – C из связей C (sp2) – H». Химические обзоры . 118 (16): 7532–7585. doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00077 . ПМИД 30011194 . S2CID 51652698 .
- ^ Приер, Кристофер К.; Ранкич, Даника А.; Макмиллан, Дэвид У.К. (2013). «Фотоокислительно-восстановительный катализ в видимом свете с комплексами переходных металлов: применение в органическом синтезе» . Химические обзоры . 113 (7): 5322–5363. дои : 10.1021/cr300503r . ПМК 4028850 . ПМИД 23509883 .