Synthèse et propriétés des composés sandwich cycliques

Nature volume 620, pages 92 à 96 (2023)Citer cet article

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Des complexes sandwich cycliques à l'échelle nanométrique assemblés à partir de blocs de construction individuels ont été synthétisés. Les complexes sandwich, dans lesquels un ion métallique est coordonné en π par deux anneaux organiques aromatiques plans, appartiennent aux fondements de la chimie organométallique. Ils ont été utilisés avec succès dans une grande variété d’applications allant de la catalyse, la synthèse et l’électrochimie à la nanotechnologie, en passant par la science des matériaux et la médecine1,2. L'extension du motif structurel en sandwich conduit à des composés linéaires à plusieurs étages, dans lesquels les anneaux organiques aromatiques et les atomes métalliques sont disposés en alternance. Cependant, l’extension à un échafaudage cyclique à plusieurs étages est sans précédent. Nous montrons ici la conception, la synthèse et la caractérisation d'une série isomorphe de composés sandwich circulaires, pour lesquels le terme « cyclocènes » est suggéré. Ces cyclocènes sont constitués de 18 unités répétitives, formant des anneaux fermés presque idéalement circulaires à l'état solide, qui peuvent être décrits par la formule générale [cyclo-MII(μ-η8:η8-CotTIPS)]18 (M = Sr, Sm, Eu ; CotTIPS = 1,4-(iPr3Si)2C8H62−). Les calculs de chimie quantique conduisent à la conclusion qu'une interaction unique entre les liaisons ioniques métal-ligand, l'encombrement du système ligand et le gain d'énergie lors de la fermeture du cycle, qui est influencé de manière cruciale par les interactions de dispersion, facilite la formation de ces systèmes cycliques. . Jusqu'à présent, seuls les composés sandwich multiétages unidimensionnels linéaires ont été étudiés pour des applications possibles telles que les nanofils3,4,5,6,7,8,9,10. Cet exemple classique de composés sandwich cycliques devrait ouvrir la porte à de nouvelles innovations vers de nouveaux matériaux organométalliques fonctionnels.

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La suite de programmes de chimie quantique TURBOMOLE est disponible sur https://www.turbomole.org. Les calculs ont été effectués sur un cluster composé de 8 PC équipés chacun de 24 processeurs Intel(R) Xeon(R) Gold 6212U.

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