Síntese e caracterização espectroscópica de complexos de Co(II), Ni(II) e Cu(II) envolvendo espécies oxocarbônicas e ligantes nitrogenados derivados piridínicos

This work presents the synthesis and characterization of novel complexes of Co(II), Ni(II) and Cu(II) involving the oxocarbons species, squaric acid and croconate ion, the pseudo-oxocarbon croconate violet dianion as well as the nitrogen ligands derived from pyridine 4,4’-dimethyl-2,2'-bipyridine (MBP), 2,3,5,6-tetrakis(α-pyridyl)pyrazine (TPP) and 1,3-bis(4-pyridyl)propane (BPP). Additionally, some syntheses involving the Mn(II) metal ion were realized. We used various analytical and spectroscopic techniques for characterization of the compounds such as elemental analysis (CHN), thermal analysis (TG/DTA) and vibrational spectroscopy (IR and Raman). We obtained six complexes involving the species squarate. Three of them contain the ligand 4,4’-dimethyl-2,2'-bipyridine (MBP), named: [Co(MBP)2 (C4O4)] (1), [Ni(MBP)3](C4O4).3H2O (2) and {[Cu2(MBP)2(C4O4)2(H2O)4]}n (3) and the other three contain the ligand 2,3,5,6 tetrakis(α-pyridyl)pyrazine (TPP): [Co2(TPP)(C4O4)2(H2O)2)]2H2O (4), [Ni2(TPP)(C4O4)(H2O)2Cl2]7H2O (5) and [Cu2(TPP)(H2O)2Cl2)](C4O4)2H2O (6). The complexes (2), (3) and (6) had their structures determined by single crystal X-ray diffraction analysis. The compound (3) is an one-dimensional coordination polymer extended through squarate ion coordinated to the Cu(II) sites in the µ-1,2-bis(monodentate) bridging mode. The oxocarbon ligand acts as counter-ion in compounds (2) and (6). The synthesis involving the croconate ion led to the taking of seven novel compounds named: {[Co(MBP)2(NO3)]2+[Co(C5O5)2(H2O)4]2-}.6H2O (7), [Ni(MBP)2(C5O5)] (8), [Cu(MBP)(C5O5)(H2O)] (9), {[Mn2(BPP)2(C5O5)2(H2O)4].3H2O}n (10), {[Co2(BPP)2(C5O5)2(H2O)4].2H2O}n (11), {[Ni2(BPP)3(C5O5)2(H2O)4].5H2O}n (12) and {[Cu(BPP)(C5O5)(H2O)3]}n (13). The compounds (7), (8) and (10) had their structures determined by single crystal X-ray diffraction analysis. The complex (7) is dinuclear, consisting of one cationic and one anionic portion that has two croconate ions coordinated to the metal center in a monodentate fashion, while compound (8) is mononuclear with croconate dianion coordinated to Ni(II) in the 1,2-bidentate mode. In compound (7) it can be noticed the presence of hydrogen interactions extending the arrangement into two dimensions, while in (8), π-π stacking interactions extend the supramolecular arrangement in one dimension. Compound (10) is a two-dimensional coordination polymer where both BPP nitrogen ligands adopt a TG (trans-gauche) conformation. The polymer has two croconate ions with different coordination modes, one adopts the 1,2-bidentate mode and the other acts in an unusual -1,2-bis(monodentate) bridging mode, which has no reports in the literature. This 2-D polymer network presents (6,3) structural topology. Two 2-D sheets interlocked each other in a parallel way generating an interpenetrated structure. Through the synthesis involving the croconate violet dianion was obtained two compounds, named: [Co(MBP)2(CV)] (14) and {[Mn(BPP)2(H2O)2](CV).2H2O)]}n (15). Compound (15) had its structure determined by single crystal X-ray diffraction analysis. It has two BPP ligands, in the TG (trans-gauche) conformation, bridging two sites of Mn(II) generating a one-dimensional polymeric array in which the croconato violet dianions act as counter-ions. There is the presence of hydrogen bonding interactions in the structure which are responsible for the extension of the supramolecular arrangements into two and three dimensions.Este trabalho consiste na síntese e caracterização de complexos inéditos envolvendo as espécies oxocarbônicas ácido esquárico e croconato, o pseudo-oxocarbono croconato violeta, bem como os ligantes nitrogenados derivados piridínicos 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina (MBP), 1,3-bis(4-piridil)propano (BPP) e 2,3,5,6-tetraquis(α-piridil)pirazina (TPP) e os sítios metálicos de Co(II), Ni(II) e Cu(II). Adicionalmente realizou-se sínteses envolvendo o sítio metálico de Mn(II). Utilizou-se diversas técnicas analíticas e espectroscópicas para a caracterização dos compostos sintetizados, tais como, análise elementar (CHN), análise térmica (TG/DTA) e espectroscopia vibracional (IV e Raman). Foram obtidos seis complexos envolvendo a espécie esquarato, dos quais três contêm o ligante 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina (MBP), denominados: [Co(MBP)2(C4O4)] (1), [Ni(MBP)3](C4O4).3H2O (2) e {[Cu2(MBP)2(C4O4)2(H2O)4]}n (3) e três o ligante 2,3,5,6-tetraquis(α-piridil)pirazina (TPP): [Co2(TPP)(C4O4)2(H2O)2)]2H2O (4), [Ni2(TPP)(C4O4)(H2O)2Cl2]7H2O (5) e [Cu2(TPP) (H2O)2Cl2)] (C4O4)2H2O (6). Os complexos (2), (3) e (6) tiveram suas estruturas determinadas por difração de raios X de monocristal. O composto (3) apresentou-se como um polímero de coordenação que se estende em uma dimensão através do ligante esquarato, coordenado em ponte entre dois sítios de Cu(II) pelo modo µ-1,2-bis(monodentado). O referido ligante oxocarbônico apresentou-se nos compostos (2) e (6) como contra-íon. As sínteses envolvendo a espécie oxocarbônica croconato de potássio levaram à obtenção de sete compostos inéditos denominados: {[Co(MBP)2(NO3)]2+.[Co(C5O5)2(H2O)4]2-} .6H2O (7), [Ni(MBP)2(C5O5)] (8), [Cu(MBP)(C5O5)(H2O)] (9), {[Mn2(BPP)2(C5O5)2(H2O)4].3H2O}n (10), {[Co2(BPP)2(C5O5)2(H2O)4].2H2O}n (11), {[Ni2(BPP)3(C5O5)2(H2O)4].5H2O}n (12) e {[Cu(BPP)(C5O5)(H2O)3]}n (13), em que MBP consiste no ligante nitrogenado 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina e BPP no 1,3-bis(4-piridil)propano. Os compostos (7), (8) e (10) tiveram suas estruturas determinadas por difração de raios X de monocristal. O complexo (7) apresentou-se dinuclear, sendo constituído por uma porção catiônica e outra aniônica que apresenta dois íons croconato coordenados pelo modo monodentado, enquanto que (8) é mononuclear com o diânion croconato coordenado ao Ni(II) pelo modo 1,2-bidentado, tais complexos apresentaram arranjos supramoleculares, sendo que em (7) a presença de interações de hidrogênio estendem o arranjo em duas dimensões e em (8) interações do tipo empacotamento π estende o arranjo supramolecular em uma dimensão. O composto (10) apresentou-se como um polímero de coordenação bidimensional em que tanto o ligante nitrogenado BPP, numa conformação TG (trans-gauche), quanto um dos diânions croconato, apresentaram-se coordenados em ponte entre dois sítios metálicos de Mn(II). Tal rede polimérica apresenta caminhos fechados cuja topologia estrutural é (6,3). O referido polímero apresenta dois íons croconato com modos de coordenação distintos, um deles se coordena ao sítio de Mn(II) pelo modo 1,2-bidentado e outro em ponte pelo inusitado modo µ-1,2-bis(monodentado), o qual não apresenta relatos na literatura. Observou-se que a folha bidimensional apresentou-se entrelaçada paralelamente à outra folha equivalente, gerando uma estrutura interpenetrada. Através das sínteses envolvendo o pseudo-oxocarbono croconato violeta obteve-se dois compostos denominados: [Co(MBP)2(CV)] (14) que envolve o ligante nitrogenado 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina (MBP) e {[Mn(BPP)2(H2O)2](CV)2-.2H2O}n (15) que envolve o ligante 1,3-bis(4-piridil)propano (BPP). O composto (15) teve sua estrutura determinada por difração de raios X de monocristal, a qual apresenta dois ligantes BPP, numa conformação TG (trans-gauche), coordenados em ponte entre dois sítios de Mn(II) gerando um arranjo polimérico unidimensional em que os diânions croconato violeta atuam como contra-íons. Observou-se a presença de interações de hidrogênio na estrutura, as quais foram responsáveis pelos arranjos supramoleculares bi e tridimensional.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai