Antimony lone electronic pair as a stereoelectronic barrier to stibatrane

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

To examine the effect of 5s2 lone electron pair of antimony atom on the reaction of antimony trifluoride and triethanolamine in the presence of sodium methylate, the crystal structure of the reaction product -2-fluoro-6-(2-hydroxyethyl)-1,3-dioxa-6-aza-2-stibacy-cylooctane (1-fluoro-2-hydrostibatrane) FSb (OCH2CH2)2NCH2CH2OH) was confirmed. In the compound structure, the hydrogen atom of the 2-hydtoxyethyl group of each molecule forms an intermolecular hydrogen bond with the oxygen atom of one of the five-membered SbOCH2CH2N half-cycles in a neighbouring molecule. A geometry of both five-member N-C-C-O-Sb heterocycles, end-capped by transannular N→Sb bond in the 1-fluoro-2-hydrostibatrane molecule, is almost identical. C-O, C-C, N-C interatomic distances and valence angles in two endocyclic units (NCCOSb) are comparable to those observed in RSi(OCH2CH2)3N silatranes. A coordination polyhedron of the Sb atom can be represented as a transition from a bisphenoid to Sb(O3)N trigonal pyramid, with a nitrogen atom at the apex and three oxygen atoms in the base. The N→Sb transannular coordinate bond length is 2.402(4) Å, which is 0.40 Å greater than the Sb-N covalent bond standard length. The Sb-F bond (1.997(4) Å) is 0.12 Å longer than that in the SbF3 molecule, and insignificantly shorter than that of the Sb-Fax (2.028(3) Å) in the SbF3Gly crystalline complex. The fluorine atom substantially strays from the N→Sb axis to the direction of O(1) and O(2) atoms. The oxygen atom of the 2-hydroxyethyl group lies at a distance of 2.899(3) A from that of Sb, intermediate between the valence bond length and the sum of the Van der Waals radii of these atoms. Combined with the F atom position, one can assume the 1-fluoro-2-hydrostibatrane crystal structure as a “frozen” state of the SNi(Sb) type nucleophilic attack of the oxygen atom, uncompleted because of its repulsion by the 5s2 lone electronic pair of antimony atom.

About the authors

V. P. Baryshok

Irkutsk National Research Technical University

Email: baryvik@yandex.ru

E. A. Zel'bst

Pedagogical Institute of Irkutsk State University

Email: zelbst@rambler.ru

References

  1. Voit E.I., Udovenko A.A., Kovaleva E.V., Makarenko N.V., Zemnukhova L.A., Beleneva I.A. Structure and properties of the molecular complex of antimony(III) fluoride with Y-glycine // Journal of Structural Chemistry. 2019. Vol. 60. Issue 4. P. 630-639. https://doi.org/10.1134/S0022476619040140
  2. Ковалева Е.В., Макаренко Н.В., Удовенко А.А., Земнухова Л.А. Синтез, строение и свойства фторидных комплексных соединений сурьмы(111) с аминокислотами // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук.2019. N 6 (208). С. 5-22. https://doi.org/10.25808/08697698.2019.208.6.001
  3. Udovenko A.A., Makarenko N.V., Kovaleva E.V., Zemnukhova L.A. Crystal structure of DL-valinium tetrafluoroantimonate(III) monohydrate // Journal of Structural Chemistry. 2018. Vol. 59. Issue 7. P. 1653-1657. https://doi.org/10.1134/S0022476618070181
  4. Udovenko A.A., Makarenko N.V., Kovaleva E.V., Zemnukhova L.A. Crystal structure of DL-serinium heptafluorodiantimonate(III) // Journal of Structural Chemistry. 2018. Vol. 59. Issue 6. P. 1421-1426. https://doi.org/10.1134/S0022476618060240
  5. Benjamin S.L., Burt J., Levason W., Reid G., Webster M. Synthesis and structures of antimony trifluoride complexes with N-heterocyclic ligands // Journal of Fluorine Chemistry. 2012. Vol. 135. P. 108-113. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2011.09.007
  6. Udovenko A.A., Makarenko N.V., Davidovich R.L., Zemnukhova L.A., Kovaleva E.V. Crystal structure of the molecular adduct of antimony(III) fluoride with L-phenylalanine // Journal of Structural Chemistry. 2011. Vol. 52. Issue 3. P. 616-620. https://doi.org/10.1134/S0022476611030243
  7. Khan M., Gul S., Hussain I., Khan M.A., Ashfaq M., Inayat-Ur-Rahman, et al. In vitro anti-leishmanial and anti-fungal effects of new Sb(III) carboxylates // Organic and Medicinal Chemistry Letters. 2011. Vol. 1. Issue 2. 7 p. https://doi.org/10.1186/2191-2858-1-2
  8. Udovenko A.A., Davidovich R.L., Zemnu-khova L.A., Kovaleva E.V., Makarenko N.V. Crystal structure of DL-serinium tetrafluoroantimonate(III) // Journal of Structural Chemistry. 2010. Vol. 51. Issue 3. P. 540-544. https://doi.org/10.1007/s10947-010-0078-z
  9. Udovenko A.A., Makarenko N.V., Davidovich R.L., Zemnikhova L.A., Kovaleva E.V. Crystal structure of L-leucinium tetrafluoroantimonate(III) // Journal of Structural Chemistry. 2010. Vol. 51. Issue 5. P. 904-908. https://doi.org/10.1007/s10947-010-0137-5
  10. Voronkov M.G., Pestunovich V.A., Alba-nov A.I., Kuznetsova G.A., Selbst E.A., Baryshok V.P. 1-Fluoro-2-hydrostibatrane // Journal of Structural Chemistry. 2006. Vol. 47. Issue 3. P. 527-531. https://doi.org/10.1007/s10947-006-0332-6
  11. Zemnukhova L.A., Davidovich R.L., Udovenko A.A., Kovaleva E.V. Sb(III) fluoride complexes with DL-valine. Crystal structure of molecular complex SbF3{(Ch3)2ChCh(+Nh3)COO-} // Russian Journal of Coordination Chemistry. 2005. Vol. 31. Issue 2. P. 115-120. https://doi.org/10.1007/S11173-005-0040-3
  12. Tanski J.M., Kelly B.V., Parkin G. Multidentate aryloxide and oxo-aryloxide complexes of antimony: synthesis and structural characterization ofSb(OSMe2), {{Sb}2(p2-O)}2 and {Sb}4 (p3-O)2 // Dalton Transactions. 2005. Issue 14. P. 24422447. https://doi.org/10.1039/b505308k
  13. Udovenko A.A., Zemnukhova L.A., Kovaleva E.V., Davidovich R.L. Crystal structure of monohydrate and anhydrous в-alaninium tetrafluoroanti-monates(III) // Russian Journal of Coordination Chemistry. 2005. Vol. 31. Issue 4. P. 225-229. https://doi.org/10.1007/s11173-005-0081-7
  14. Voronkov M.G., Pestunovich V.A., Zelbst E.A., Kashaev A.A., Fundamenskiy V.S., Albanov A.I., et al. The puzzle of stibatrane: (O >Sb< N)-2-Fluoro-6-(2''-hydroxyethyl)-1,3-dioxa-6-aza-2-stibacyclooctane // Doklady Chemistry. 2001. Vol. 381. Issue 4-6. P. 344346. https://doi.org/10.1023/A:1013316824768
  15. Singh A.K., Amburosea C.V., Jha N.K., Sharma P., Cabrera A., Espinosa-Perz G.: synthesis and crystal structure // Journal of Chemical Research. 2000. Issue 4. P. 198-199. https://doi.org/10.3184/030823400103166959
  16. Zemnukhova L.A., Davidovich R.L. 121,123Sb NQR study of antimony(III) fluoride complexes // Russian Chemical Bulletin. 1998. Vol. 47. Issue 11. P. 2164-2168. https://doi.org/10.1007/BF02494273
  17. Battaglia L.P., Corradi A.B., Pelosi G., Cantoni A., Alonzo G., Bertazzi N. Crystal and molecular structure of antimony trifluoride-terpyridine 1:1 adduct: a case of pseudo-pentagonal-bipyramidal geometry // Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions. 1991. Vol. 11. P. 3153-3155. https://doi.org/10.1039/DT9910003153
  18. Abboud K.A., Palenik R.C., Palenik G.J., Wood R.M. Syntheses and structures of four antimony complexes with planar tridentate pyridine ligands // Inorganica Chimica Acta. 2007. Vol. 360. Issue 11. P. 3642-3646. https://doi.org/10.1016/j.ica.2007.05.007
  19. Voronkov M.G., Baryshok V.P. Metallatranes // Journal of Organometallic Chemistry. 1982. Vol. 239. Issue 1. P. 199-249.
  20. Bradiey D.C., Gaur D.P., Mehrotra R.C. Metal Alkosides. London: Academic Press, 1978. 411 p.
  21. Muller R. The splitting of the 1-organyl-silatranes by metal fluorides // Organometallic Chemistry Reviews. 1966. Vol. 1. P. 359.
  22. Das R., Pani S. Trichloromonopyridineantimony complex // Journal of the Indian Chemical Society. 1954. Vol. 33. P. 538.
  23. Keogan D.M., Oliveira S.S.C., Sangenito L.S., Branquinha M.H., Jagoo R.D., Twamley B., et al. Novel antimony(III) hydroxamic acid complexes as potential anti-leishmanial agents // Dalton Transactions. 2018. Vol. 47. Issue 21. P. 72457255. https://doi.org/10.1039/C8DT00546j
  24. Urgut O.S., Ozturk I.I., Banti C.N., Kourkoumelis N., Manol M., Tasiopoulos A.J., et al. New antimony(III) halide complexes with dithiocarbamate ligands derived from thiuram degradation: The effect of the molecule's close contacts on in vitro cytotoxic activity // Materials Science and Engineering: C. 2016. Vol. 58. P. 396-408. https://doi.org/10.1016/j.msec.2015.08.030
  25. Hadjikakou S.K., Ozturk I.I., Banti C.N., Kourkoumelis N., Hadjiliadis N. Recent advances on antimony(III/V) compounds with potential activity against tumor cells // Journal of Inorganic Biochemistry. 2015. Vol. 153. P. 293-305. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2015.06.006
  26. Ozturk I.I., Urgut O., Banti C.N., Kourkoumelis N., Owczarzak A.M., Kubicki M., et al. Synthesis, structural characterization and cytostatic properties of N,N-dicyclohexyldithiooxamide complexes of antimony(III) halides (SbX3, X: Br or I) // Polyhedron. 2014. Vol. 70. P. 172-179. https://doi.org/10.1016/j.poly.2013.12.025
  27. Tiekink Е.Р.Т. Anticancer activity of molecular compounds of arsenic, antimony and bismuth. In: Biological chemistry of arsenic, antimony and bismuth. Ed. Sun. H. Chichester. UK: John Willey & Sons Ltd, 2011, pp. 293-310. https://doi.org/10.1002/9780470975503.ch12
  28. Ковалева Е.В., Земнухова Л.А. Экотокси-кологические свойства комплексных фторидных соединений сурьмы(Ш) // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2019. N 13. C. 28-41. https://doi.org/10.17223/24135542/13/4
  29. Adeyemi J.O., Onwudiwe D.C. Chemistry and Some Biological Potential of Bismuth and Antimony Dithiocarbamate Complexes // Molecules. 2020. Vol. 25. Issue 2. P. 305-326. https://doi.org/10.3390/molecules25020305
  30. Pestunovich V.K., Kirpichenko S.V., Voronkov M.G. Silatranes and their tricyclic analogs. In: Saul P., Rappoport Z., Apeloig Y. (eds.) Chemistry of organic silicon compounds. Vol 2. Part 2. Chichester: Wiley, 1998, pp 1447-1537.
  31. Sterkhova I.V., Smirnov V.I., Kuznetsova G.A., Zel'bst E.A. Crystal and molecular structure of 1-(iodmethyl)- and 1-(iodpropyl)silatranes // Journal of Structural Chemistry. 2016. Vol. 57. Issue 1. P. 209212. https://doi.org/10.1134/S0022476616010285
  32. Харгиттаи М., Харгиттаи И. Геометрия молекул координационных соединений в парообразной фазе / пер. с англ. В.П. Спиридонова. М.: Мир, 1976. 248 c.
  33. Pauling L. The nature of the chemical bond. Ithaca: Cornell University Press, 1960. 644 p.
  34. Бацанов С.С. Атомные радиусы элементов // Журнал неорганической химии. 1991. Т. 36. N 12. С. 3015-3037.
  35. Воронов В.К., Дударева О.В., Фунтикова Е.А. Исследования комплексов ZnCl2 и CdCl2 с триэтаноламином методами спектроскопии ЯМР и квантовой химии // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. N 4. С. 548555. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-4-548-555
  36. Kupce E., Liepins E., Lukevics E. The conflict between the conformational properties of the eight-membered heterocycle and trigonal bipyramid of fire-coordinated silicon in 1,3-dioxa-6-aza-2-silacycleoctanes // Journal of Organometallic Chemistry. 1983. Vol. 248. Issue 2. P. 131-147. https://doi.org/10.1016/0022-328X(83)85020-7

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».