Возрастающее внимание к химии органических соединений сурьмы связано с тем, что они находят широкое применение в самых разнообразных областях практической деятельности: в качестве лекарственных препаратов, биоцидов, фунгицидов, компонентов катализаторов полимеризации, антиоксидантов, добавок к маслам. Например, некоторые органические производные сурьмы (V), а именно дикарбоксилаты и диоксиматы трифенилсурьмы, проявляют биологическую активность, в частности обладают противоопухолевым действием. Весьма эффективны сурьмаорганические соединения в качестве катализаторов тонкого органического синтеза. Так иодид тетрафенилсурьмы является катализатором в реакциях конденсации оксиранов с изоцианатами или карбодиимидами.
В последние годы особое внимание уделяется разработке методов синтеза органических соединений сурьмы (V) общей формулы Ar3SbX2. Такие производные можно получать по реакциям замещения. Этот метод синтеза предусматривает получение прекурсоров, которые затем используются для синтеза целевого продукта. Недостатками такого метода являются многостадийность, последующее выделение целевого продукта и его очистка от примесей, в результате чего выход продукта снижается. Более привлекательным методом синтеза соединений общей формулы Ar3SbX2 является реакция окислительного присоединения. Этот метод имеет ряд преимуществ: одностадийность, мягкие условия проведения реакции, высокий выход и чистота целевого продукта. Именно по этим причинам реакции окислительного присоединения являются перспективными в синтезе органических соединений сурьмы (V).
Соединения пятивалентной сурьмы представляют особый интерес и с точки зрения строения. Молекулы соединений типа Ar3SbX2 имеют, как правило, тригонально-бипирамидальную координацию центрального атома. Однако встречаются соединения с более сложным строением координационного полиэдра. При этом координационное число атома сурьмы может достигать 9.
Целью данной работы является синтез и изучение строения диароксидов и диоксиматов трис(4-метилфенил)- и трис(4-фторфенил)сурьмы.
Для реализации цели поставлены следующие задачи:
1) синтезировать трис(пара-толил)- и трис(4-фторфенил)сурьму;
2) провести реакции триарилсурьмы с фенолами и оксимами;
3) идентифицировать полученные соединения: определить температуру плавления, снять ИК-спектры;
4) используя метод рентгеноструктурного анализа (РСА), установить структуру полученных соединений.
Новизна данной работы заключается в том, что в отличие от фенильных производные, имеющие заместители в ароматических кольцах, являются мало изученными соединениями. Выбор объектов исследования был обусловлен наличием заместителей в арильных лигандах при атоме сурьмы, имеющих противоположные индуктивные эффекты. Особый интерес представляет выявление особенностей строения этих соединений и установление влияния различных заместителей в арильных лигандах на строение координационного узла.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, заключения и библиографического списка.
Во введении обосновываются актуальность и новизна выбранной темы, формулируется цель и задачи исследования.
Литературный обзор посвящен анализу структурного разнообразия соединений сурьмы.
В экспериментальной части приводятся подробные методики синтеза диароксидов и диоксиматов триарилсурьмы, их характеристики.
Обсуждение результатов включает в себя анализ результатов рентгеноструктурных исследований и ИК-спектроскопии, обсуждение синтеза соединений, сравнительную характеристику основных параметров полученных структур.
Материалы дипломной работы опубликованы в научных статьях:
1. Шарутин, В. В. Дикарбоксилаты трис(4-фторфенил)сурьмы
(4-FC6H4)3Sb[OC(O)R]2 (R = C10H15, С3Н5-цикло): синтез и строение /
B. В. Шарутин, О.К. Шарутина, А.Н. Ефремов // Журнал неорг. химии. - 2016. - Т 61, № 1. - С. 46-50.
2. Sharutin, V.V Tris(4-fluorophenyl)antimony Dicarboxylates
(4-FC6H4)3Sb[OC(O)R]2 (R = C10H15 or cyclo-C3H5): Synthesis and Structure / V.V. Sharutin, O.K. Sharutina, A.N. Efremov // Russian Journal of Inorganic Chemistry. - 2016. - V. 61, N 1. - Р 43-47.
3. Шарутин, В. В. Взаимодействие фенилантраниловой кислоты с трис(4- фторфенил)сурьмой в присутствии трет-бутилгидропероксида / В.В. Шарутин, О.К. Шарутина, А.Н. Ефремов // Бутлеровские сообщения. - 2014. - Т 39, № 7. -
C. 151-153.
По результатам проведенных исследований в работе сделаны следующие выводы.
1. Отработана методика синтеза диароксидов и диоксиматов трис(4- метилфенил)- и трис(4-фторфенил)сурьмы, позволяющая получать целевой продукт с высоким выходом. Синтез характеризуется одностадийностью, мягкими условиями проведения реакции, чистотой выделяемого продукта.
2. Методом рентгеноструктурного анализа установлено строение 16 соединений. В молекулах диароксидов и диоксиматов трис(4-метилфенил)- и трис(4-фторфенил)сурьмы атом сурьмы имеет мало искаженную тригонально- бипирамидальную координацию с практически плоским фрагментом SbC3. Особенностью строения полученных соединений является то, что экваториальные заместители, как правило, находятся дальше от центрального атома, чем аксиальные. Для молекул диоксиматов триарилсурьмы характерно наличие внутримолекулярных контактов Sb---N.
3. Сравнение диароксидов и диоксиматов триарилсурьмы с различными арильными лигандами показывает, что природа заместителя в пара-положении арильного лиганда не влияет на геометрические параметры координационного полиэдра атома сурьмы.
4. Формирование кристаллической структуры в соединениях, содержащих атомы фтора, происходит с образованием слабых межмолекулярных связей F • H.
