Νέες μεταλλικές πλειάδες 3d μεταλλοϊόντων με χηλικές αμινοαλκόολες

Abstract

Στην παρούσα διατριβή περιγράφονται σειρά νέων μεταλλικών πλειάδων που προέκυψαν από τη μελέτη της χημείας ένταξης μιας σειράς οργανικών αμινοαλκοολών και συγκεκριμένα των υποκαταστατών 3-αμινο-1-προπανόλη (apH), αιθανολαμίνη (eaH), 2-υδροξυμεθυλο-πιπεριδίνη (2-hmpipH), 2-αμινο-βενζυλική αλκοόλη (2-abzaH), 2-υδροξυαιθυλο-πιπεριδίνη (2-hepipH), Ν-υδροξυαιθυλο-μορφολίνη (Ν-hemorH), Ν-υδροξυαιθυλο-πιπεριδίνη (N-hepipH) και Ν-φαινυλο-διαιθανολαμίνη (N-PhdeaH2) με 3d μεταλλοϊόντα μετάπτωσης. Συγκεκριμένα, περιγράφονται η σύνθεση, δομικός και φυσικοχημικός χαρακτηρισμός όλων των ενώσεων που πρέκυψαν στα πλαίσια της παρούσας μελέτης. Η βασική συνθετική μεθοδολογία που ακολουθήθηκε περιλαμβάνει προσθήκη του υποκαταστάτη σε διάλυμα άλατος Μ2+ (Μ = Fe, Mn, Cu, Co, Ni) ή Μ3+ (Μ = Fe) ή/και προσχηματισμένου συμπλόκου του μετάλλου παρουσία ή απουσία ευκίνητου υποκαταστάτη (π.χ. διάφοροι καρβοξυλικοί υποκαταστάτες), βάσης ή/και αντισταθμιστικού ιόντος. Στα πλαίσια αυτών των μελετών, εξετάστηκε η επίδραση κατά το δυνατό περισσότερων πειραματικών παραμέτρων όπως είναι οι αναλογίες και το είδος μετάλλου-υποκαταστάτη, η παρουσία ή μη επιπλέον ευκίνητων υποκαταστατών, ανόργανων αλάτων, βάσης ή/και αντισταθμιστικού ιόντος καθώς και οι αναλογίες αυτών, ο διαλύτης (ή το σύστημα διαλυτών), οι συνθήκες πραγματοποίησης των αντιδράσεων (π.χ. θερμοκρασία δωματίου, θέρμανση), κλπ. Από αυτή τη μελέτη έγινε δυνατή η απομόνωση και ο δομικός χαρακτηρισμός 31 συνολικά νέων ενώσεων, οι οποίες περιλαμβάνουν: πενταπυρηνικές και εξαπυρηνικές ενώσεις του Fe, ενώσεις του Fe με πυρηνικότητες μεγαλύτερες του 6, ετερομεταλλικές ενώσεις Fe/3d και Fe/Ce, ενώσεις Mn και ενώσεις με άλλα 3d παραμαγνητικά μεταλλοϊόντα (Co2+, Ni2+, Cu2+). Όλες οι ενώσεις χαρακτηρίστηκαν με φασματοσκοπία υπερύθρου, στοιχειακή μικροανάλυση, περίθλαση ακτίνων Χ σκόνης και κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ σε μονοκρυστάλλους. Επίσης σε πολλές από αυτές πραγματοποιήθηκαν μαγνητικές μελέτες, ενώ κάποιες ενώσεις του Fe3+ μελετήθηκαν με φασματοσκοπία Mössbauer.

The theme of the present thesis is the synthesis and characterization of new 3d metal complexes with a series of aminoalcohol ligands such as 3-amino-1-propanol (apH), ethanolamine (eaH), 2-hydroxymethyl-piperidine (2-hmpipH), 2-aminobenzylalcohol (2-abzaH), 2-hydroxyethyl-piperidine (2-hepipH), Ν-hydroxyethyl-morpholine (Ν-hemorH), Ν-hydroxyethyl-piperidine (N-hepipH) and Ν-phenyldiethylamine (N-PhdeaH2). Herein we describe the synthesis, structural and physicochemical characterization of all the new compounds that were isolated from our synthetic efforts. The ligands that were employed in the present study have been rarely used in metal cluster chemistry and we anticipated that the systematic investigation of their coordination chemistry with 3d metal ions could be proven a fruitful source of new metal clusters and coordination polymers with interesting structural features and physical properties. Since it was not possible to investigate systematically the coordination chemistry of such a large number of ligands with all 3d metal ions we chose to focus our effords on the synthesis of Fe3+ complexes with the aminoalcohol ligands. The synthesis was performed under aerobic conditions. The main synthetic schemes that were employed involved reactions of a Μ2+ (Μ = Fe, Mn, Cu, Co, Ni) or Μ3+ (Μ = Fe) and/or a preformed metal complex with the aminoalcohol ligands. Such reactions could also involve the addition of a carboxylate ligand and/or a base and/or a counter-ion. Our intense synthetic efforts resulted in the synthesis and characterization of 31 new compounds. All the above compounds were characterized by IR spectroscopy, elemental microanalysis, powder X-ray diffraction and single-crystal X-ray crystallography. Moreover, dc and ac magnetic susceptibility studies and Mössbauer spectroscopic investigations were performed on selected metal complexes.