Термодинамика сублимации и влияние агрегации на электронные спектры поглощения этиопорфиринов Cu-EtioP-III и VO-EtioP-III

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе проведены сравнительные экспериментальное и теоретическое исследования двух этиопорфириновых комплексов с переходными металлами, Cu-EtioP-III и VO-EtioP-III. Эффузионным методом Кнудсена с масс-спектрометрическим контролем состава пара были определены энтальпии сублимации Cu-EtioP-III и VO-EtioP-III, которые составили 145(3) и 195(5) кДж/моль соответственно. Проведено моделирование электронных спектров поглощения вакуумно-сублимированных слоев Cu-EtioP-III с помощью расчетов методом TD-DFT для моно-, ди-, тетра- и гексамерных форм, геометрическая структура которых соответствует элементарной ячейке кристалла. Сравнение результатов с аналогичными данными для VO-EtioP-III позволяет сделать вывод о способности к образованию межмолекулярных связей при агрегации (в тонких слоях, кристаллах) у простейших природных порфириноидов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Ерошин

НИИ макрогетероциклических соединений Ивановского государственного химико-технологического университета

Автор, ответственный за переписку.
Email: eroshin_av@isuct.ru
Россия, Иваново

Ю. А. Жабанов

НИИ макрогетероциклических соединений Ивановского государственного химико-технологического университета; Институт физики микроструктур Российской академии наук

Email: eroshin_av@isuct.ru
Россия, Иваново; Нижний Новгород

П. А. Стужин

НИИ макрогетероциклических соединений Ивановского государственного химико-технологического университета

Email: eroshin_av@isuct.ru
Россия, Иваново

Г. Л. Пахомов

НИИ макрогетероциклических соединений Ивановского государственного химико-технологического университета; Институт физики микроструктур Российской академии наук

Email: eroshin_av@isuct.ru
Россия, Иваново; Нижний Новгород

Список литературы

  1. Senge M.O., Sergeeva N.N., Hale K.J. // Chem. Soc. Rev. 2021. V. 50. P. 4730. https://doi.org/10.1039/c7cs00719a
  2. Koifman O.I., Stuzhin P.A., Travkin V.V., Pakhomov G.L. // RSC Adv. 2021. V. 11. № 25. P. 15131. https://doi.org/10.1039/d1ra01508g
  3. Черепанов Д.А., Милановский Г.Е., Айбуш А.В. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 6. С. 77. https://doi.org/10.31857/S0207401X23060031
  4. Басова Т.В., Белых Д.В., Вашурин А.С., Клямер Д.Д., Койфман О.И., Краснов П.О., Ломова Т.Н., Лоухина И.В., Моторина Е.В., Пахомов Г.Л., Поляков М.С., Семейкин А.С., Стужин П.А. и др. // Журн. структур. химии. 2023. Т. 64. № 5. С. 1. https://doi.org/10.1134/S0022476623050037
  5. Senge M.O., Davis M. // J. Porphyrins Phthalocyanines. 2010. V. 14. № 7. P. 557. https://doi.org/10.1142/S1088424610002495
  6. Koifman O.I., Koptyaev A.I., Travkin V.V., Yunin P.A., Somov N.V., Masterov D.V., Pakhomov G.L. // Colloids Interfaces. 2022. V. 6. № 4. P. 77. https://doi.org/10.3390/colloids6040077
  7. Ngo H.T., Minami K., Imamura G. et al. // Sensors. 2018. V. 18. № 5. P. 1640. https://doi.org/10.1142/S1088424610002495
  8. Бурцев И.Д., Егоров А.Е., Костюков А.А. и др. //Хим. физика. 2022. Т. 41. № 2. С. 41. https://doi.org/10.31857/S0207401X22020029
  9. Поволоцкий А.В., Солдатова Д.А., Лукьянов Д.А. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 12. С. 70. https://doi.org/10.31857/S0207401X23120087
  10. Koifman O.I., Rychikhina E.D., Yunin P.A., Koptyaev A.I., Sachkov Yu.I., Pakhomov G.L. // Colloids Surf., A. 2022. V. 648. P. 129284. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.129284
  11. Travkin V.V., Sachkov Yu.I., Koptyaev A.I., Pakhomov G.L. // Chem. Phys. 2023. V. 573. P. 112014. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2023.112014
  12. Pakhomov G.L., Koptyaev A.I., Yunin P.A., Somov N.V., Semeikin A.S., Rychikhina E.D., Stuzhin P.A. // ChemistrySelect. 2023. V. 8. № 45. P. e202303271. https://doi.org/10.1002/slct.202303271
  13. Koptyaev A.I., Rychikhina E.D., Zhabanov Yu.A., Travkin V.V., Pakhomov G.L. // Supramol. Mater. (China). 2024. V. 3 № 1. P. 100075. https://doi.org/10.1016/j.supmat.2024.100075
  14. Zhabanov Yu.A., Eroshin A.V., Koifman O.I., Travkin V.V., Pakhomov G.L. // Macroheterocycles. 2024. V. 17. № 1. P. 4. https://doi.org/10.6060/mhc245693p
  15. Bader R.F.W. Atoms in Molecules. Encycl. Comput. Chem. Chichester, UK: J. Wiley & Sons, 2002. https://doi.org/10.1002/0470845015.caa012
  16. Neese F. // WIREs Comput. Mol. Sci. 2012. V. 2. № 1. P. 73. https://doi.org/10.1002/wcms.81
  17. Neese F. // Ibid. 2022. V. 12. № 5. P. e1606. https://doi.org/10.1002/wcms.1606
  18. Grimme S., Brandenburg J.G., Bannwarth C. et al. // J. Chem. Phys. 2015. V. 143. № 5. P. 054107. https://doi.org/10.1063/1.4927476
  19. Praveen P.A., Saravanapriya D., Bhat S.V. et al. // Mater. Sci. Semicond. Process. 2024. V. 173. P. 108159. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2024.108159
  20. Bannwarth Ch., Grimme S. // Comput. Theor. Chem. 2014. V. 1040–1041. P. 45. https://doi.org/10.1016/j.comptc.2014.02.023
  21. Martynov A.G., Mack J., May A.K. et al. // ACS Omega. 2019. V. 4. № 4. P. 7265. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b03500
  22. Lu T., Chen F. // J. Comput. Chem. 2012. V. 33. № 5. P. 580. https://doi.org/10.1002/jcc.22885
  23. Pogonin A.E., Krasnov A.V., Zhabanov Yu.A. et al. // Macroheterocycles. 2012. V. 5. № 4–5. P. 315. https://doi.org/10.6060/mhc2012.121109g
  24. Pogonin A.E., Tverdova N.V., Ischenko A.A. et al. // J. Mol. Struct. 2015. V. 1085. P. 276–285. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2014.12.089
  25. Perlovich G.L., Golubchikov O.A., Klueva M.E. // J. Porphyrins Phthalocyanines. 2000. T. 4. № 8. P. 699. https://doi.org/10.1002/1099-1409(200012)4:8< 699::AID-JPP284>3.0.CO;2-M
  26. Chickos J.S., Acree Jr. W.E. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2002. V. 31. № 2. P. 537. https://doi.org/10.1063/1.1475333
  27. Kudin L.S., Dunaev A.M., Motalov V.B. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2020. V. 151. P. 106244. https://doi.org/10.1016/j.jct.2020.106244
  28. Espinosa E., Molins E., Lecomte C. // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 285. № 3–4. P. 170. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(98)00036-0
  29. Eroshin A.V., Otlyotov A.A., Kuzmin I.A., Stuzhin P.A., Zhabanov Y.A. // Intern. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 2. P. 939. https://doi.org/10.3390/ijms23020939
  30. Eroshin A.V., Koptyaev A.I., Otlyotov A.A., Minenkov Y., Zhabanov Y.A. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 8. P. 7070. https://doi.org/10.3390/ijms24087070
  31. Koifman O.I., Rychikhina E.D., Travkin V.V., Sachkov Y.I., Stuzhin P.A., Somov N.V., Yunin P.A., Zhabanov Yu.A., Pakhomov G.L. // ChemPlusChem 2023. V. 88. № 5. P. e202300141. https://doi.org/10.1002/cplu.202300141
  32. Nemykin V.N., Hadt R.G. // J. Phys. Chem. A. 2010. V. 114. № 45. P. 12062. https://doi.org/10.1021/jp1083828
  33. Gouterman M. // J. Mol. Spectrosc. 1961. V. 6. P. 138; https://doi.org/10.1016/0022-2852(61)90236-3
  34. Gouterman M., Wagnière G.H., Snyder L.C. // Ibid. 1963. V. 11. № 1-6. P. 108. https://doi.org/10.1016/0022-2852(63)90011-0
  35. Mironov N.A., Milordov D.V., Abilova G.R. et al. // Pet. Chem. 2019. V. 59. P. 1077. https://doi.org/10.1134/S0965544119100074

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структура молекул M-EtioP-III (M = Cu, VO).

Скачать (18KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пространственные молекулярные модели двух димерных форм (2а и 2б), тетрамера (4) и гексамера (6) Cu-EtioP-III.

Скачать (334KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Масс-спектры комплексов: а – Cu-EtioP-III (T = 558 K); б – VO-EtioP-III (Т = 570 K). На вставках – экспериментальные изотопные распределения молекулярного иона.

Скачать (76KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости логарифма ионных токов, ln (IT), от обратной температуры: а – для молекулярного иона Cu-EtioP-III в диапазоне температур 510–558 K; б – для молекулярного иона VO-EtioP-III в диапазоне температур 538–573 K.

Скачать (45KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Положение критических точек связи согласно проведенному QTAIM-анализу распределения электронной плотности в димерах Cu-EtioP-III (а) и VO-EtioP-III (б).

Скачать (216KB)
Метаданные
7. Рис. 6. а – Рассчитанные электронные спектры поглощения разных моделей агрегатов Cu-EtioP-III; б – расчетный спектр димера 2a (1); экспериментальный спектр разбавленного раствора Cu-EtioP-III в толуоле (2); экспериментальный спектр тонкой (100 нм) сублимированной пленки Cu-EtioP-III (3).

Скачать (76KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025