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An Intermediate Cobalt(IV) Nitrido Complex and its N-Migratory Insertion Product

Authors :
Martina Käß
Frank W. Heinemann
Marat M. Khusniyarov
Eva M. Zolnhofer
Laurent Maron
Karsten Meyer
Maurice van Gastel
Eckhard Bill
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO)
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
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)
Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI-CEC)
Max-Planck-Gesellschaft
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)
Source :
Journal of the American Chemical Society, Journal of the American Chemical Society, American Chemical Society, 2014, 136 (42), pp.15072-15078, Journal of the American Chemical Society, 2014, 136 (42), pp.15072-15078
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

International audience; Low-temperature photolysis experiments (T = 10 K) on the tripodal azido complex [(BIMPNMes,Ad,Me)CoII(N3)] (1) were monitored by EPR spectroscopy and support the formation of an exceedingly reactive, high-valent Co nitrido species [(BIMPNMes,Ad,Me)CoIV(N)] (2). Density functional theory calculations suggest a low-spin d5, S = 1/2, electronic configuration of the central cobalt ion in 2 and, thus, are in line with the formulation of complex 2 as a genuine, low-spin Co(IV) nitride species. Although the reactivity of this species precludes handling above 50 K or isolation in the solid state, the N-migratory insertion product [(NH-BIMPNMes,Ad,Me)CoII](BPh4) (3) is isolable and was reproducibly synthesized as well as fully characterized, including CHN elemental analysis, paramagnetic 1H NMR, IR, UV–vis, and EPR spectroscopy as well as SQUID magnetization and single-crystal X-ray crystallography studies. A computational analysis of the reaction pathway 2 → 3 indicates that the reaction readily occurs via N-migratory insertion into the Co–C bond (activation barrier of 2.2 kcal mol–1). In addition to the unusual reactivity of the nitride 2, the resulting divalent cobalt complex 3 is a rare example of a trigonal pyramidal complex with four different donor ligands of a tetradentate chelate—an N-heterocyclic carbene, a phenolate, an imine, and an amine—binding to a high-spin Co(II) ion. This renders complex 3 chiral-at-metal.

Details

Language :
English
ISSN :
00027863 and 15205126
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of the American Chemical Society, Journal of the American Chemical Society, American Chemical Society, 2014, 136 (42), pp.15072-15078, Journal of the American Chemical Society, 2014, 136 (42), pp.15072-15078
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6092037183f828eb8bf0d0ee71d1c06d