Advanced

Synthesis of Pseudo-Cs-Symmetric Heterometallic Bissalen Complexes

Lidskog, Anna LU (2017) KEMR11 20162
Department of Chemistry
Abstract
Two novel pseudo-Cs-symmetric heterobimetallic bissalen complexes have been synthesized, one containing chromium and cobalt and the other containing chromium and manganese. The design is based on a previously unexploited method; breaking the symmetry of an achiral meso-ligand by insertion of two different metal ions. The synthesized complexes are expected to catalyze the asymmetric ring-opening of meso-epoxides by TMSN3 with high efficiency and enantioselectivity.

The two pseudo-Cs-symmetric complexes were successfully synthesized following an eight-step synthetic route starting from tert-butylhydroquinone. The pseudo-Cs-symmetric complexes and their intermediates has been characterized by ESI-MS, IR, 1H NMR and 13C NMR. For the Cr-Co... (More)
Two novel pseudo-Cs-symmetric heterobimetallic bissalen complexes have been synthesized, one containing chromium and cobalt and the other containing chromium and manganese. The design is based on a previously unexploited method; breaking the symmetry of an achiral meso-ligand by insertion of two different metal ions. The synthesized complexes are expected to catalyze the asymmetric ring-opening of meso-epoxides by TMSN3 with high efficiency and enantioselectivity.

The two pseudo-Cs-symmetric complexes were successfully synthesized following an eight-step synthetic route starting from tert-butylhydroquinone. The pseudo-Cs-symmetric complexes and their intermediates has been characterized by ESI-MS, IR, 1H NMR and 13C NMR. For the Cr-Co bissalen complex, the target complex was a Cr(III)-Co(II) complex. MS spectra indicate that the obtained complex is instead a Cr(III)-Co(III) complex with a fifth ligand on the cobalt. The identity of this fifth ligand is most likely a chloride ion but has not been confirmed. Elemental analysis to elucidate the exact element composition was attempted but no conclusive results were obtained. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Kiralitet (från grekiskans cheiʹr ’hand’) är en symmetriegenskap som är viktig bland annat inom kemin. En kemisk förening kallas kiral om den skiljer sig från sin spegelbild. De två spegelbildsformerna (även kallade enantiomerer) förhåller sig till varandra som en högerhand till en vänsterhand – hur du än vrider och vänder på den ena kan du inte få den att överlappa med den andra. Två enantiomerer har samma fysikaliska egenskaper, t.ex. smält- och kokpunkt och densitet, men skiljer sig åt när de interagerar med andra kirala objekt (försökt till exempel sätta en högersko på en vänsterfot).

Naturen innehåller en oändlig mängd kirala molekyler. Man kan tycka att båda formerna av en kiral molekyl borde vara lika vanligt förekommande, men... (More)
Kiralitet (från grekiskans cheiʹr ’hand’) är en symmetriegenskap som är viktig bland annat inom kemin. En kemisk förening kallas kiral om den skiljer sig från sin spegelbild. De två spegelbildsformerna (även kallade enantiomerer) förhåller sig till varandra som en högerhand till en vänsterhand – hur du än vrider och vänder på den ena kan du inte få den att överlappa med den andra. Två enantiomerer har samma fysikaliska egenskaper, t.ex. smält- och kokpunkt och densitet, men skiljer sig åt när de interagerar med andra kirala objekt (försökt till exempel sätta en högersko på en vänsterfot).

Naturen innehåller en oändlig mängd kirala molekyler. Man kan tycka att båda formerna av en kiral molekyl borde vara lika vanligt förekommande, men det visar sig att naturen oftast bara använder den ena av de båda enantiomererna. Exempel på detta är aminosyror och sockerarter, kemiska föreningar som är viktiga byggstenar i enzymer och nukleinsyror, som nästan enbart förekommer som den ena enantiomeren. Eftersom människokroppen är uppbyggd av kirala molekyler utgör den en kiral omgivning, där två olika enantiomerer kan ha olika egenskaper.

Många läkemedel består av kirala molekyler. Det är därför viktigt att kunna framställa de båda enantiomererna i ren form var för sig, då de kan ha helt olika effekt i cellen. Ett välkänt exempel på detta är läkemedlet talidomid, som såldes under 1960-talet under namnet Neurosedyn till gravida kvinnor mot illamående. Talidomid är en kiral molekyl men läkemedlet såldes som ett racemat, en blandning som innehåller lika delar av de båda enantiomererna. Tragiskt nog visade det sig att den ena enantiomeren hade en lugnande effekt, medan den andra gav upphov till fosterskador.

Det finns flera olika metoder för framställning av kirala substanser i ren form. Katalytisk asymmetrisk syntes, där en kiral katalysator används för att styra syntesen så att produktion av den ena enantiomeren gynnas, är ett av de mest aktiva forskningsområdena inom modern kemi. Ett exempel på asymmetrisk syntes är den asymmetriska ringöppningen av epoxider, vilken kan katalyseras av en typ av kirala metall-salenkomplex. Efter att studier visat att två molekyler av komplexet är involverade i den katalytiska mekanismen har nya typer av komplex utvecklats där två salenenheter länkats samman och på så sätt gett en effektivare katalys.

I det här arbetet har två stycken nya heterobimetalliska bissalenkomplex syntetiserats, ett med krom och kobolt och det andra med krom och mangan. Komplexen bygger på en tidigare outforskad designprincip, där symmetrin hos en meso-ligand bryts genom koordination av två olika metalljoner. De syntetiserade komplexen förväntas katalysera den asymmetriska ringöppningen av meso-epoxider av TMSN3 med hög effektivitet och enantioselektivitet. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Lidskog, Anna LU
supervisor
organization
course
KEMR11 20162
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
heterometallic complexes, organisk kemi, organic chemistry
language
English
id
8904681
date added to LUP
2017-07-05 08:53:46
date last changed
2017-07-05 08:53:46
@misc{8904681,
  abstract     = {Two novel pseudo-Cs-symmetric heterobimetallic bissalen complexes have been synthesized, one containing chromium and cobalt and the other containing chromium and manganese. The design is based on a previously unexploited method; breaking the symmetry of an achiral meso-ligand by insertion of two different metal ions. The synthesized complexes are expected to catalyze the asymmetric ring-opening of meso-epoxides by TMSN3 with high efficiency and enantioselectivity. 

The two pseudo-Cs-symmetric complexes were successfully synthesized following an eight-step synthetic route starting from tert-butylhydroquinone. The pseudo-Cs-symmetric complexes and their intermediates has been characterized by ESI-MS, IR, 1H NMR and 13C NMR. For the Cr-Co bissalen complex, the target complex was a Cr(III)-Co(II) complex. MS spectra indicate that the obtained complex is instead a Cr(III)-Co(III) complex with a fifth ligand on the cobalt. The identity of this fifth ligand is most likely a chloride ion but has not been confirmed. Elemental analysis to elucidate the exact element composition was attempted but no conclusive results were obtained.},
  author       = {Lidskog, Anna},
  keyword      = {heterometallic complexes,organisk kemi,organic chemistry},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Synthesis of Pseudo-Cs-Symmetric Heterometallic Bissalen Complexes},
  year         = {2017},
}