The crystallographic and quantum mechanical analysis of some palladium(II) n-heterocyclic carbene complexes

Bu tez çalışması kapsamında, trans-[1,3-Bis(2,4-dimetilfenil)-imidazolidin-2-iliden]dikloro(trifenilfosfin-kappaP)palladyum(II), trans-Bis[1,3-bis(2,4-dimetilfenil-imidazolidin-2-iliden)]dikloropalladyum(II) ve trans-Bis[1,3-bis(metoksietil)-4,5-bis(2,4,6-trimetil fenil) -imidazolidin-2-iliden]dikloropalladyum(II) bileşiklerinin moleküler ve kristal yapıları tek kristal X-ışını kırınımı yöntemiyle belirlenmiştir. Komplekslerdeki bağlanma durumları kuantum mekaniksel ilkeler çerçevesinde Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi temel alınarak Doğal Bağ Orbitalleri ve Kısım Yaklaşımı yardımıyla incelenmiştir. N-Heterosiklik Karben (NHK) ligandlarındaki azot atomlarından karben karbonunun boş p(pi) orbitallerine doğru olan elektron bağışının, komplekslerin kararlılıklarına önemli derecede katkı sağladığı deneysel ve teorik olarak ortaya konmuştur. İncelenen komplekslerdeki NHK ligandlarının sigma-bağlanmasına ek olarak, pi-bağlanma ve pi-geri bağlanma süreçlerine de katıldıkları açığa çıkarılmıştır. NHK ligandlarının sigma-vericiliklerinin imidazolidin halkasının 4 ve 5 konumlarındaki karbon atomlarına bağlanan hacimli sterik gruplar ile olumsuz yönde etkilendiği görülmüştür. Ayrıca, Pd(II) metaline trans pozisyonunda bağlı olan iki NHK ligandının varlığının komplekslerin sigma-vericiliğine olumlu yönde katkı verdiği söylenebilir. In this thesis, molecular and crystal structures of trans-[1,3-Bis(2,4-dimethylphenyl)- imidazolidin-2-ylidene]dichloro(triphenylphosphine-kappa P)palladium(II), trans-Bis[1,3- bis(2,4-dimethylphenyl-imidazolidin-2-ylidene)]dichloropalladium(II) and trans-Bis[1,3- bis(methoxyethyl)- 4,5-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-imidazolidin-2-ylidene)]dichloropalladium(II) were determined by single crystal X-ray diffraction technique. Bonding situations in the complexes are investigated by means of Natural Bond Orbital and Fragment Analysis based on Density Functional Theory in the framework of quantum mechanical principles. It is proved both by theoretically and experimentally that the leading contribution to the stability of complexes is achieved by the donation of electrons from nitrogen atoms to the unoccupied p(pi) orbital of carbene carbon atom in N-Heterocyclic Carbene (NHC) ligands. It is stated that NHC ligands in the complexes under discussion are contributed not only to sigma- but also to the pi-donation and pi-back donation processes. The presence of bulky substituents on the carbon atoms at 4 and 5 positions of the imidazolidin ring has adverse effect on the sigma-donation ability of NHC ligands. Besides the existence of two trans-positioned NHC ligands bonded to Pd(II) metal makes augmentative contribution to the sigma-donation of the complexes