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Reductive Disproportionation of CO2 with Bulky Divalent Samarium Complexes

Authors :
Xemard, Mathieu
Goudy, Violaine
Braun, Augustin
Tricoire, Maxime
Cordier, Marie
Ricard, Louis
Castro, Ludovic
Louyriac, Elisa
Kefalidis, Christos E.
Clavaguera, Carine
Maron, Laurent
Nocton, Grégory
Laboratoire de chimie moléculaire (LCM)
École polytechnique (X)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Chimie Physique D'Orsay (LCPO)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Organometallics, Organometallics, 2017, 36 (23), pp.4660--4668, Organometallics, American Chemical Society, 2017, 36 (23), pp.4660--4668
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

bibtex: ISI:000418109700020 bibtex\location:'1155 16TH ST, NW, WASHINGTON, DC 20036 USA',publisher:'AMER CHEMICAL SOC',type:'Article',affiliation:'Nocton, G (Reprint Author), Univ Paris Saclay, CNRS, Ecole Polytech, LCM, Route Saclay, F-91128 Palaiseau, France. Xemard, Mathieu; Goudy, Violaine; Braun, Augustin; Tricoire, Maxime; Cordier, Marie; Ricard, Louis; Nocton, Gregory, Univ Paris Saclay, CNRS, Ecole Polytech, LCM, Route Saclay, F-91128 Palaiseau, France. Castro, Ludovic; Louyriac, Elisa; Kefalidis, Christos E.; Maron, Laurent, Univ Toulouse, CNRS, UMR 5215, LPCNO,INSA,UPS, Toulouse, France. Clavaguera, Carine, Univ Pari Saclay, Univ Paris Sud, CNRS, Lab Chim Phys, 15 Ave Jean Perrin, F-91405 Orsay, France.','author-email':'greg.nocton@polytechnique.edu',da:'2018-12-05','doc-delivery-number':'FQ1IG',eissn:'1520-6041','funding-acknowledgement':'French National Agency [ANR-15-CE29-0019]; CNRS; Ecole polytechnique; DGA','funding-text':'This project was financed by the French National Agency with grant number ANR-15-CE29-0019. We thank the CNRS and Ecole polytechnique for funding. M.X. is grateful to the DGA for funding. L.M. is a member of the Institut Universitaire de France.','journal-iso':'Organometallics','keywords-plus':'BIPYRIDYL THORIUM METALLOCENE; SOLID-STATE STRUCTURES; RARE-EARTH-ELEMENTS; CARBON-MONOXIDE; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; LANTHANIDE COMPLEXES; CRYSTAL-STRUCTURE; ACTIVATION; REACTIVITY; COORDINATION','number-of-cited-references':'65','orcid-numbers':'Clavaguera, Carine/0000-0001-5531-2333','research-areas':'Chemistry','researcherid-numbers':'Clavaguera, Carine/A-1433-2013 Nocton, Greg/D-4435-2009','times-cited':'3','unique-id':'ISI:000418109700020','usage-count-last-180-days':'7','usage-count-since-2013':'14','web-of-science-categories':'Chemistry, Inorganic & Nuclear; Chemistry, Organic'\; The base-free divalent samarium complex (Cp2Sm)-Sm-tt (1; Cp-tt = 1,3-(Bu-t)(2)(C5H3)) has been synthesized in diethyl ether by salt metathesis of SmI2. Crystals of 1 suitable for X-ray study have been obtained by sublimation at 116 degrees C under reduced pressure. The dissolution of 1 in thf and pyridine solution leads to the solvent adducts (Ce2Sm)-Sm-tt(thf)(2) (3) and (Ce2Sm)-Sm-tt(py) (4), respectively, while drying 3 under reduced pressure yields (CpSm)-Sm-tt(thf) (5). The reaction of CO2 with the base-free divalent samarium complexes (Cp2Sm)-Sm-tt (1) and (Cp2Sm)-Sm-ttt (2; Cp-ttt =1,2,4-(Bu-t)(3)(C5H2)) leads to the clean formation of bridged carbonate samarium dimers [(Cr2Sm)-Sm-ttt](2)(mu-CO3) (7) and [(Cp2Sm)-Sm-tt](2)(mu-CO3) (8). This is indicative of the reductive disproportionation of CO2 in both cases with release of CO. This contrasts with the formation of the oxalate-bridged samarium dimer reported from the reaction of CO2 with the Cp*Sm-2(thf)(2) complex. Otherwise, the reaction with CO does not proceed with the bulky complexes, while traces of O-2 have led to the formation of the original bridged peroxo samarium dimer [Cp(2)(ttt)sm](2)(mu-O-2) (6). The mechanism for these reactions is studied herein by experiments and also by theoretical computations. The key result is that the different pathways are rather close in energy, which also explains why the nature of the final product, if only one is present, is difficult to predict a priori in this chemistry.

Details

Language :
English
ISSN :
02767333 and 15206041
Database :
OpenAIRE
Journal :
Organometallics, Organometallics, 2017, 36 (23), pp.4660--4668, Organometallics, American Chemical Society, 2017, 36 (23), pp.4660--4668
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..a8894ebbc54660abeb96ba7fc90edd38