Informace o kvalifikační práci Syntéza rigidních pentadentátních pyridinových makrocyklických ligandů a jejich komplexů přechodných kovů s koordinačním číslem 7
Cílem diplomové práce je syntéza nikelnatých koordinačních sloučenin s geometrií pentagonální bipyramidy. Práce se věnuje organické syntéze tří různých prekurzorových sloučenin: 2,6-dichloro-4-fenylpyridin (P3), 2,6-dichloro-4-(2,6-dimethylfenyl)pyridin (P4), 2,4-dichloro-4-(4-methoxyfenyl)pyridin (P5) včetně jejich charakterizace. Dále byla úspěšně provedena syntéza bis(cyklooktadien)niklu. Cyklizační spojovací reakcí prekurzorových sloučenin byl ve formě monokrystalu získán komplex K4Cl2 připravený z prekurzoru P4. Na tomto komplexu byla provedena substituční reakce s kyanidy za zisku komplexu K4(CN)2 ve formě monokrystalů. Teoretické výpočty ukazují u komplexu K4Cl2 mimořádně negativní parametr D = -50,8 analýzou magnetochemických dat byl získán parametr D = - 54,9. U komplexu K4(CN)2 byla získána teoretická hodnota parametru D = -74,7. Doposud nebyly publikovány žádné komplexní sloučeniny NiII v geometrii pentagonální bipyramidy s takto negativní hodnotou parametru axiálního štěpení.
Anotace v angličtině
Aim of this thesis is synthesis of coordination compounds of NiII in pentagonal bipyramidal geometry. In this work the synthesis and characterization of precursor's compounds 2,6-dichloro-4-phenylpyridine (P3), 2,6-dichloro-4-(2,6-dimethylphenyl)pyridine (P4), 2,4-dichloro-4-(4-methoxyphenyl)pyridin (P5) is presented. The organometalic precursor Ni(COD)2 was succesfully synthesised. From precursor P4 was prepared coordination compound K4Cl2 in form of monocrystal. By the substitution reaction by cyanide the compound K4(CN)2 was prepared in form of monocrystals. Theoretical study show that compound K4Cl2 exibit extraordinery magnetic properties described by parameter D = -50,8. Results of magnetochemical analysis revealed even more negative parameter D = - 54,9. Theoretical study of compound K4(CN)2 find D = -74,7. So far result with such negative parameter D has not been published.
Klíčová slova
koordinační číslo 7, geometrie pentagonální bipyramidy, molekulový magnetismus, nikl, magnetická anizotropie, makrocyklický ligand, spojovací reakce
Klíčová slova v angličtině
coordination number 7, pentagonal bipyramidal geometry, molecular magnetism, macrocyclic ligand, nickel, magnetic anisotropy, coupling reaction
Rozsah průvodní práce
105 s (101 237 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Cílem diplomové práce je syntéza nikelnatých koordinačních sloučenin s geometrií pentagonální bipyramidy. Práce se věnuje organické syntéze tří různých prekurzorových sloučenin: 2,6-dichloro-4-fenylpyridin (P3), 2,6-dichloro-4-(2,6-dimethylfenyl)pyridin (P4), 2,4-dichloro-4-(4-methoxyfenyl)pyridin (P5) včetně jejich charakterizace. Dále byla úspěšně provedena syntéza bis(cyklooktadien)niklu. Cyklizační spojovací reakcí prekurzorových sloučenin byl ve formě monokrystalu získán komplex K4Cl2 připravený z prekurzoru P4. Na tomto komplexu byla provedena substituční reakce s kyanidy za zisku komplexu K4(CN)2 ve formě monokrystalů. Teoretické výpočty ukazují u komplexu K4Cl2 mimořádně negativní parametr D = -50,8 analýzou magnetochemických dat byl získán parametr D = - 54,9. U komplexu K4(CN)2 byla získána teoretická hodnota parametru D = -74,7. Doposud nebyly publikovány žádné komplexní sloučeniny NiII v geometrii pentagonální bipyramidy s takto negativní hodnotou parametru axiálního štěpení.
Anotace v angličtině
Aim of this thesis is synthesis of coordination compounds of NiII in pentagonal bipyramidal geometry. In this work the synthesis and characterization of precursor's compounds 2,6-dichloro-4-phenylpyridine (P3), 2,6-dichloro-4-(2,6-dimethylphenyl)pyridine (P4), 2,4-dichloro-4-(4-methoxyphenyl)pyridin (P5) is presented. The organometalic precursor Ni(COD)2 was succesfully synthesised. From precursor P4 was prepared coordination compound K4Cl2 in form of monocrystal. By the substitution reaction by cyanide the compound K4(CN)2 was prepared in form of monocrystals. Theoretical study show that compound K4Cl2 exibit extraordinery magnetic properties described by parameter D = -50,8. Results of magnetochemical analysis revealed even more negative parameter D = - 54,9. Theoretical study of compound K4(CN)2 find D = -74,7. So far result with such negative parameter D has not been published.
Klíčová slova
koordinační číslo 7, geometrie pentagonální bipyramidy, molekulový magnetismus, nikl, magnetická anizotropie, makrocyklický ligand, spojovací reakce
Klíčová slova v angličtině
coordination number 7, pentagonal bipyramidal geometry, molecular magnetism, macrocyclic ligand, nickel, magnetic anisotropy, coupling reaction
Zásady pro vypracování
1. Literární rešerše zabývající se (i) způsoby přípravy pentadentátních pyridinových makrocyklických ligandů (templátová syntéza, Schiffovy báze, cross-couplingové reakce apod.) s rigidním systémem delokalizovaných dvojných vazeb nebo aromatických systémů (ii) přípravou komplexů výše uvedených ligandů s přechodnými kovy případně lanthanoidy především s koordinačním číslem 7, (iii) popisem vlastností těchto komplexů (především magnetických).
2. Prohloubení znalostí v oblasti využití studovaných komplexů (molekulový magnetizmus, katalýza).
3. Pokročilá syntéza pentadentátních pyridinových makrocyklických ligandů s využitím templátové syntézy a cross-couplingových reací, a příprava komplexů těchto ligandů s vybranými přechodnými kovy popřípadě lanthanoidy s koordinačním číslem 7.
4. Charakterizace ligandů i komplexů pomocí různých fyzikálně-chemických metod za pomoci školitele a členů katedry anorganické chemie.
6. Zpracování výsledků do podoby diplomové práce s rozsahem 50–90 stran.
7. Předpokládaný termín odevzdání diplomové práce: 30. 04. 2023.
Zásady pro vypracování
1. Literární rešerše zabývající se (i) způsoby přípravy pentadentátních pyridinových makrocyklických ligandů (templátová syntéza, Schiffovy báze, cross-couplingové reakce apod.) s rigidním systémem delokalizovaných dvojných vazeb nebo aromatických systémů (ii) přípravou komplexů výše uvedených ligandů s přechodnými kovy případně lanthanoidy především s koordinačním číslem 7, (iii) popisem vlastností těchto komplexů (především magnetických).
2. Prohloubení znalostí v oblasti využití studovaných komplexů (molekulový magnetizmus, katalýza).
3. Pokročilá syntéza pentadentátních pyridinových makrocyklických ligandů s využitím templátové syntézy a cross-couplingových reací, a příprava komplexů těchto ligandů s vybranými přechodnými kovy popřípadě lanthanoidy s koordinačním číslem 7.
4. Charakterizace ligandů i komplexů pomocí různých fyzikálně-chemických metod za pomoci školitele a členů katedry anorganické chemie.
6. Zpracování výsledků do podoby diplomové práce s rozsahem 50–90 stran.
7. Předpokládaný termín odevzdání diplomové práce: 30. 04. 2023.
Seznam doporučené literatury
O. Cortisor, W. Linert, Metall Mediated Template Synthesis of Ligands, Word Scientific Publishing 2004;
G. A. Melson, Coordination Chemistry of Macrocyclic Compounds, Plenum Press 1979;
N. V. Gerbeleu, V. B. Arion, J. P. Burgess, Template Synthesis of Macrocyclic Compounds, Wiley 2008;
S. Yang, A. Miyachi, T. Matsuno, H. Muto, H. Sasakawa, K. Ikemoto, H. Isobe, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 15017-15021;
A. T. Çolak, M. Tümer, S. Serin, Trans. Met. Chem. 2000, 25, 200-204;
a další odborná časopisecká literatura dle rešerše (WoS, SciFinder, Scopus aj.) a doporučení školitele.
Seznam doporučené literatury
O. Cortisor, W. Linert, Metall Mediated Template Synthesis of Ligands, Word Scientific Publishing 2004;
G. A. Melson, Coordination Chemistry of Macrocyclic Compounds, Plenum Press 1979;
N. V. Gerbeleu, V. B. Arion, J. P. Burgess, Template Synthesis of Macrocyclic Compounds, Wiley 2008;
S. Yang, A. Miyachi, T. Matsuno, H. Muto, H. Sasakawa, K. Ikemoto, H. Isobe, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 15017-15021;
A. T. Çolak, M. Tümer, S. Serin, Trans. Met. Chem. 2000, 25, 200-204;
a další odborná časopisecká literatura dle rešerše (WoS, SciFinder, Scopus aj.) a doporučení školitele.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Zápis
z průběhu obhajoby diplomové práce studenta: Bc. Jakub Smetana
„Syntéza rigidních pentadentátních pyridinových makrocyklických ligandů a jejich komplexů přechodných kovů s koordinačním číslem 7“
Dne 30. 5. 2023 proběhla obhajoba výše uvedené práce. Po představení předsedou komise (doc. Ing. Radovan Herchel, Ph.D.) student přednesl cca 15 min přehledný referát o své práci. Následovalo přečtení posudků vedoucího práce (doc. RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.) a oponenta (Ing. Ivan Nemec, Ph.D.). V rámci další diskuse byly předneseny následující připomínky a dotazy:
doc. R. Herchel – dotaz na možné využití chelatačních sloučenin (např. EDTA) pro demetalaci
dr. S. Šterbinská – dotaz na využití lineární pumpy při syntéze
dr. K. Kotrle – dotaz na možné využití fosfínových ligandů v axiálních polohách
dr. O. Bárta – dotaz na využití redukce Ni(II) na demetelaci komplexu
dr. O. Bárta – dotaz na vliv substituentů na průběh couplingové reakce
dr. I. Nemec – dotaz na detaily syntézy a charakterizaci produktu K4(HS)2
Na vznesené připomínky a dotazy oponenta i dalších diskutujících student reagoval uspokojivě. Po diskusi proběhlo neveřejné jednání komise pro obhajobu (doc. Ing. Radovan Herchel, Ph.D. – předseda, prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D., doc. RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D., doc. RNDr. Pavel Štarha, Ph.D., Ing. Ivan Nemec, Ph.D.) a hlasování o hodnocení práce s výsledkem: „A“.