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Martín-Fernández C, Ferrer M, Alkorta I, Montero-Campillo MM, Elguero J, Mandado M. Metastable Charged Dimers in Organometallic Species: A Look into Hydrogen Bonding between Metallocene Derivatives. Inorg Chem 2023; 62:16523-16537. [PMID: 37755334 DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c02355] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 09/28/2023]
Abstract
Multiply charged complexes bound by noncovalent interactions have been previously described in the literature, although they were mostly focused on organic and main group inorganic systems. In this work, we show that similar complexes can also be found for organometallic systems containing transition metals and deepen in the reasons behind the existence of these species. We have studied the structures, binding energies, and dissociation profiles in the gas phase of a series of charged hydrogen-bonded dimers of metallocene (Ru, Co, Rh, and Mn) derivatives isoelectronic with the ferrocene dimer. Our results indicate that the carboxylic acid-containing dimers are more strongly bonded and present larger barriers to dissociation than the amide ones and that the cationic complexes tend to be more stable than the anionic ones. Additionally, we describe for the first time the symmetric proton transfer that can occur while in the metastable phase. Finally, we use a density-based energy decomposition analysis to shine light on the nature of the interaction between the dimers.
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Affiliation(s)
| | - Maxime Ferrer
- Instituto de Química Médica (CSIC), Juan de la Cierva, 3, 28006 Madrid, Spain
- PhD Programme in Theoretical Chemistry and Computational Modelling, Doctoral School, Universidad Autónoma de Madrid, 28049 Madrid, Spain
| | - Ibon Alkorta
- Instituto de Química Médica (CSIC), Juan de la Cierva, 3, 28006 Madrid, Spain
| | - M Merced Montero-Campillo
- Departamento de Química (Módulo 13, Facultad de Ciencias), Campus de Excelencia UAM-CSIC, Universidad Autónoma de Madrid, Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain
| | - José Elguero
- Instituto de Química Médica (CSIC), Juan de la Cierva, 3, 28006 Madrid, Spain
| | - Marcos Mandado
- Departamento de Química Física, Universidade de Vigo, Lagoas-Marcosende s/n, 36310 Vigo, Spain
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Radal L, Almallah H, Labonde M, Roger J, Cattey H, Sabbadin H, Amardeil R, Pirio N, Hierso J. Hybrid Phosphine/Amino-Acid Ligands Built on Phenyl and Ferrocenyl Platforms: Application in the Suzuki Coupling of o-Dibromobenzene with Fluorophenylboronic Acid. ChemistryOpen 2023; 12:e202200190. [PMID: 36635048 PMCID: PMC9836907 DOI: 10.1002/open.202200190] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/28/2022] [Revised: 10/10/2022] [Indexed: 01/14/2023] Open
Abstract
We describe the synthesis and characterization of two classes of hybrid phosphino ligands functionalized with amino ester or amino acid groups. These compounds are built either on a rigid planar phenyl platform or on a functionalized - conformationally controlled - rotational ferrocene backbone. Modifications at the -PR2 phosphino groups (R=aryl and alkyl, with various steric bulk, Ph, Mes, i-Pr, Cy) and at the amino acid/amino ester functions are reported, showing a valuable high modularity. The coordination chemistry of these compounds regarding palladium and gold was investigated, in particular with respect to the coordination mode of the phosphino groups and the preferred interaction with metals for the amino ester and amino acid functions. For all the hybrid ligands, based either on ferrocenyl or phenyl platforms, the (P,N)-chelating effect dominates in solution for coordination to Pd(II), while linear P-Au(I) complexes without interaction with the amino groups are assumed. The investigation of the catalytic activity of these new ligands in the demanding palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura coupling of o-dibromoarenes with fluorophenylboronic acid underlined the importance of the amino ester dicyclohexylphosphinoferrocene for avoiding the deleterious homocoupling and arene oligomerization side-reactions that were otherwise observed with the other phosphine ligands.
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Affiliation(s)
- Léa Radal
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Hamze Almallah
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Marine Labonde
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Julien Roger
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Hélène Cattey
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Henri Sabbadin
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Régine Amardeil
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Nadine Pirio
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
| | - Jean‐Cyrille Hierso
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302Université de Bourgogne9 avenue Alain Savary21078DijonFrance
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Sire C, Cattey H, Tsivery A, Hierso J, Roger J. Phosphorus‐Directed Rhodium‐Catalyzed C−H Arylation of 1‐Pyrenylphosphines Selective at the
K
‐Region. Adv Synth Catal 2021. [DOI: 10.1002/adsc.202101211] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/06/2022]
Affiliation(s)
- Charline Sire
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne ICMUB – UMR CNRS 6302) Université de Bourgogne-Franche-Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon Cedex France
| | - Hélène Cattey
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne ICMUB – UMR CNRS 6302) Université de Bourgogne-Franche-Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon Cedex France
| | - Anthonia Tsivery
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne ICMUB – UMR CNRS 6302) Université de Bourgogne-Franche-Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon Cedex France
| | - Jean‐Cyrille Hierso
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne ICMUB – UMR CNRS 6302) Université de Bourgogne-Franche-Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon Cedex France
| | - Julien Roger
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne ICMUB – UMR CNRS 6302) Université de Bourgogne-Franche-Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon Cedex France
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Nguyen TA, Penouilh MJ, Cattey H, Pirio N, Fleurat-Lessard P, Hierso JC, Roger J. Unsymmetrically Substituted Bis(phosphino)Ferrocenes Triggering Through-Space 31(P, P′)-Nuclear Spin Couplings and Encapsulating Coinage Metal Cations. Organometallics 2021. [DOI: 10.1021/acs.organomet.1c00465] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/19/2022]
Affiliation(s)
- Tuan-Anh Nguyen
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB - UMR CNRS 6302), Université Bourgogne−Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon Cedex, France
| | - Marie-José Penouilh
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB - UMR CNRS 6302), Université Bourgogne−Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon Cedex, France
| | - Hélène Cattey
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB - UMR CNRS 6302), Université Bourgogne−Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon Cedex, France
| | - Nadine Pirio
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB - UMR CNRS 6302), Université Bourgogne−Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon Cedex, France
| | - Paul Fleurat-Lessard
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB - UMR CNRS 6302), Université Bourgogne−Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon Cedex, France
| | - Jean-Cyrille Hierso
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB - UMR CNRS 6302), Université Bourgogne−Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon Cedex, France
| | - Julien Roger
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB - UMR CNRS 6302), Université Bourgogne−Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon Cedex, France
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Vosáhlo P, Radal L, Labonde M, Císařová I, Roger J, Pirio N, Hierso JC, Štěpnička P. Synthesis and Catalytic Use of Polar Phosphinoferrocene Amidosulfonates Bearing Bulky Substituents at the Ferrocene Backbone. Organometallics 2021. [DOI: 10.1021/acs.organomet.1c00244] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/15/2022]
Affiliation(s)
- Petr Vosáhlo
- Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Science, Charles University, Hlavova 2030, 128 40 Prague, Czech Republic
| | - Léa Radal
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302, Université Bourgogne Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon, France
| | - Marine Labonde
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302, Université Bourgogne Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon, France
| | - Ivana Císařová
- Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Science, Charles University, Hlavova 2030, 128 40 Prague, Czech Republic
| | - Julien Roger
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302, Université Bourgogne Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon, France
| | - Nadine Pirio
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302, Université Bourgogne Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon, France
| | - Jean-Cyrille Hierso
- Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302, Université Bourgogne Franche-Comté (UBFC), 9 avenue Alain Savary, 21078 Dijon, France
| | - Petr Štěpnička
- Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Science, Charles University, Hlavova 2030, 128 40 Prague, Czech Republic
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Lerayer E, Radal L, Nguyen TA, Dwadnia N, Cattey H, Amardeil R, Pirio N, Roger J, Hierso J. Highly Functionalized Ferrocenes. Eur J Inorg Chem 2020. [DOI: 10.1002/ejic.201901183] [Citation(s) in RCA: 6] [Impact Index Per Article: 1.2] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/31/2022]
Affiliation(s)
- Emmanuel Lerayer
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Léa Radal
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Tuan Anh Nguyen
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Nejib Dwadnia
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Hélène Cattey
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Régine Amardeil
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Nadine Pirio
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Julien Roger
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
| | - Jean‐Cyrille Hierso
- Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (ICMUB) UMR CNRS 6302 Université Bourgogne Franche‐Comté (UBFC) 9 avenue Alain Savary 21078 Dijon France
- Institut Universitaire de France (IUF) 103 Boulevard Saint Michel 75005 Paris Cedex France
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