struktur und farbe von substituiertem pentaphenylbismut

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Cll Abb. 1. Struktur von 3n im Kristall (ORTEP. Ellipsoide mit 50% Aufent- haltswahrscheinlichkeit der Elektronen. Ausgewahlte Bindungslangen [A] und -winkel I"]: Ru-Cl 1.99(2), Cl-C2 1.3q3). C2-C3 1.38(2), C3-03 1.30(2), Ru- 03 2.09(1), Ru-PI 2.32(1), C3-C4 1.49(2), C4-C5 1.35(2); Ru-Cl-C2 116(1), C2-C3-03 119(2), C3-03-RU 112(1), 03-Ru-Cl 78.0(6). die Tatsache, daB (Aren)RuC,CR,-Einheiten existieren l6], legen nahe, daB zunachst ein ,,RuC,CPh,"-Intermediat ent- steht und anschlieBend Methanol an C1 und das freigesetzte Wasser an C3 des Liganden addiert werden. Urn AufschluD iiber das violette Intermediat zu erhalten, wurde der Kom- plex 1 a in wasserfreiern Methanol mit einern Aquivalent des Siloxypentadiins 5 umgesetzt. Das in 40 % Ausbeute isolierte violette Produkt wurde als 6a identifiziert. Diese Verbindung zeigt ein starkes Signal im IR-Spektrum bei 2080 cm- ', die der (C =),C-Gruppe['] zuzuordnen ist. Irn l3C-NMR-Spek- trurn findet sich ein Signal bei 6 = 295.13, das fur ein Ru- thenium-gebundenes Carbenkohlenstoffatom[61 charakteri- stisch ist; ein Signal bei 109.79 ( 'JC." = 172 Hz) ist der Grup- pe HC= C zuzuordnen, und drei Singuletts bei 6 = 166.88, 148.83 und 148.42 starnmen vom (C =),-Geriist. Verbindung 6s reagiert bei Raumtemperatur rnit Wasser innerhalb von drei Stunden quantitativ zu 3a. Dies zeigt, daB die Komplexe 3 und 4 durch Addition von Wasser an C3 der Butatrienylgruppe der Intermediate 6 entstehen. Da die Addition von Methanol an Ru=(C=),CR,-Ein- heiten zu 2-Propenyliden-Ruthenium-Komplexen fiihrt [61, ist bei der Reaktion der Diine 2 oder 5 mit den Komplexen 1 vermutlich das Metallacumulen Ru = (C = ),CPh, das Schliisselintermediat, das durch Addition von Methanol den Komplex 6 liefert. Experimentelles 3n: 0.24 g (1 mmol) 2r wurden zu einer Losung von 0.41 g (1 mmol) 1 a und 0.18 g (1 mmol) NaPF, in 20 mL wasserfreiem Methanol gegeben. Nach eini- gen Minuten wurde die Losung violett und dann allmahlich dunkelrot. Man IieOdas Gemisch 20 h bei Raumtemperatur riihren. destillierte das Losungsmit- tel im Vakuum ab und ldste den verbliebenen roten Feststoff in 20 mL THE Die Losung wurde filtriert; Kristallisation aus THF/n-Hexan (211) ergab 0.36 g (48%) 3. als orangefarbene Kristalle. 3n: IR(KBr): J= 1615 [s. v(C=O)], 855 [s, v(P-F)]cm-'. 'H-NMR 4/(P.H)=0.8Hz;HC=C),3.76(s,3H,OMe).1.99(s.18H;C6Me,),1.15(d. 9H. 'J(P.H) = 10.1 Hz; PMe,). "P-NMR: 6 = 3.55 (s; PMe,). -144.39 (sept.; PFF). "C-NMR: 6 = 254.82 (d, 'J(P,C) = 20.4 Hz; Ru-COMe), HC=CPh,). 111.09 ('J(C,H) = 162.4 Hz; HC=C-OMe). Korrekte Elemen- taranalyse (C,H). 3b(52%) und 4n, b(56 bzw. 58 "A) wurden analog hergestellt. '%NMR-Daten fir Ru-COMe (75.469 MHz. CDCI,): a/'J(C,P) = 255.29/ 18.9 Hz (3b), 253.11/20.2 Hz (4n). 253.76/20.3 Hz (4b); fir HC=C-OMe: B/'J(C.H) = 112.25/162.4 Hz (3b). 110.79/161Hz (4n). 111.381161 Hz (4b). 6.: Eine Losung von 0.30g (0.73 mmol) In und 0.13 g (0.77 mmol)NaPF, in 20 mL wasserfreiem Methanol wurde mit 0.225 g (0.73 mmol) 5.5-Diphenyl-S- (300.13 MHz; CDCI,): 6 = 6.77 (s. 1H; HC=C), 5.57 (d, lH, 199.60 (s; C=O), 153.48 (s; =CPh,), 121.92 ('J(C,H) = 156.6Hz; (trimethylsiloxy)penta-1.3-diin 5 versetzt und 1 h bei Raumtemperatur geriihrt. Das Gemisch wurde im Vakuum auf die Halfte eingeengt, und ein rotviolettes Produkt wurde abfiltriert. Kristallisation aus Dichlormethan/Ether (20 mL/ 10 mL) ergab 0.22 g (40%) 6n als violettes Pulver. 621: IR(KBr): J= 2080 [s, v(C=C=C=C)], 855 (vs, v(P-F)]cm-'. "P- NMR (121.49 MHz, CD,CI,): 6 = 10.54 (s; PMe,). -143.45 (sept.. PFF). 'H-NMR (300.13 MHz, CD,CI,): 6 = 7.69-7.47 (m. !OH; Ph), 7.29 (s. 1 H; =C=CH), 4.51 (s. 3H; OMe). 2.06(d, 18H; 4J(P.H) = 0.7 Hz; C,Me,), 1.40 (d, 9H; 'J(P,H) = 10.6 Hz: PMe,). "C-NMR (75.469 MHJz. CD,CI,): 6 = 295.13 ('J(C.P) = 21.2Hz; Ru=C-OMe). 166.88, 148.83 und 148.42 (=C=C=CPh,). 109.79 ('J(C,H) = 172 Hz; HC=C=), 106.47 (C,Me,), 67.43 (OMe), 16.41 (C,Me,), 16.05 ('J(C,P) = 34.6 Hz; PMe,). Die Konfigu- ration des Carben-Liganden wurde in einem NOE-Experiment ermittelt. Korrekte Elementaranalyse (C,H). Eingegangen am 2. Oktober 1989 [Z 35691 CAS-Registry-Nummern: la,80298-82-4; lb. 110800-51-6;2a,4945-70-4;2b. 763-12-2;3r, 124686-52-8; 3b. 124686-54-0; 4r. 124686-56-2; 4b. 124686-58-4; 5, 124686-50-6; 6n. 124686-60-8. [I] a) P. J. Stang. A. K. Datta, V. Dixit. L. G. Wistrand. Organometollics 8 (1989) 1020; b) P. J. Stang. A. K. Datta. ibid. 8 (1989) 1024. 121 T. J. Katz, S. M: Hacker, E. D. Kendrick. C. S. Yannoni, J. Am. Chem. Soc. 107 (1985) 2182. [3] M. Bertault. J. Canceill, A. Collet, L. Toupet, J Chem. Soc. Chem. Commun. 1988, 163. [4] D. Macomber, M.-H. Hung, M. Liang, A. G. Verma. P. Madhukar, Macro- molecules 21 (1988) 1189. [5] a) E. 0. Fischer, H.-J. Kalder, A. Frank, F. H. Kohler, G. Huttner. Angew. Chem. 88 (1976) 683; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 15 (1976) 623; b) H. Berke, Chem. Ber. 113 (1980) 1370; c) H. Berke, P. Harter, G. Huttner, J. von Seyerl, J. Orgunomel. Chem. 219 (1981) 317; d) J. Selegue, Organomerul- lics f(1982) 217. [6] H. Le B o x . K. Ouuine. P. H. Dixneuf, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1989, 219. 171 Vorgestellt beim Internationalen Symposium .,Interfaces in Metal Complex Chemistry", 10.- 14. Juli 1989, Rennes, Frankreich. [8] Einkristalle wurden auseiner THF/Ether-Losung(l/2) erhalten. 3.: Raum- gruppe P2,/n. u = 13.788(5), b = 13.328(5). c = 18.457(6) A, fl = 100.21(3~, 2 = 4, V = 3338 A', Q~, = 1.488 g ~m-~, KristallgrBk 0.50~ 0.20 x 0.10 mm. CAD-4-Diffraktometer (Graphitmonochromator, Mo,.. Strahlung. 8-28-Scan), 293 K, 5855 Reflexe mit 3" < 28 < 50", davon 1831 mit I > 30(l) als beobachtet eingestuft. Losung nach der Schwer- atom-Methode, Verfeinerung nach der Methode der kleinsten Fehler- quadrate (Vollmatrix) und durch Einhcitswichtung unter Verwendung von Absorptionskorrekturdaten (X Ray-70). Die Fluor-Atome des Hexafluoro- phosphat-Ions zeigten extrem hohe Temperaturfaktoren und ein gewisses Man unaufgeloster Fehlordnung und wurden auf den Maxima in der Fourier-Karte fixiert. Anisotrope Behandlung der Nichtwasserstoffatome, mil Ausnahme des [PF,le-1ons, ergab R = 0.061. Weitere Einzelheiten zur Kristallstrukturuntenuchung konnen beim Fachinformationszcntrum Karlsruhe. Gesellschaft fir wissenschaftlich-technische Information mbH, D-7514 Eggenstein-Leopoldshafen 2. unter Angabe der Hinterlegungs- nummer CSD-54350, der Autoren und des Zeitschriftenzitats angefordert werden. [9] E. Carmona, E. Gutierrez-Puebla, A. Monge, J. M. Marin. M. Paneque, M. Poveda. Orgunome~allirs 8 (1989) 967. Struktur und Farbe von substituiertem Pentaphenylbismut ** Von Arno Schmuck, Pekka Pyykko und Konrad Seppelt * Das 1952 von Wittig entdeckte, tiefviolette Bi(C,H,), hat eine fast regelmaBige quadratisch-pyramidale Struktur"', ganz analog dem solvatfreien Sb(C,H,),IZ1, jedoch im Ge- ['I Prof. Dr. K. Seppelt, Dip1.-Chem. A. Schmuck lnstitut fur Anorganische und Analytische Chcmie der Freien Universitat Fabeckstrak 34-36, D-1000 Berlin 33 Prof. P. Pyykko Department of Chemistry, University of Helsinki (Finnland) ["I Diese Arbeit wurde von dcr Deutschen Forschungsgemcinschaft und dem Fonds der Chemischen Industrie gefordcrt. Der Arbeitsgruppe Prof. Hutt- ner. Heidelberg, danken wir f i r die Hilfc bei der Aufnahme der Tieftempe- ratur-UV/VIS-Spektren. Angew. Chem. 102 (1990) Nr. 2 0 VCH Verlagsgesellschaft mbH. 0-6940 Weinheim. 1990 W44-8249/90/02020211$02.50/0 21 1

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Cll

Abb. 1. Struktur von 3n im Kristall (ORTEP. Ellipsoide mit 50% Aufent- haltswahrscheinlichkeit der Elektronen. Ausgewahlte Bindungslangen [A] und -winkel I"]: Ru-Cl 1.99(2), Cl-C2 1.3q3). C2-C3 1.38(2), C3-03 1.30(2), Ru- 0 3 2.09(1), Ru-PI 2.32(1), C3-C4 1.49(2), C4-C5 1.35(2); Ru-Cl-C2 116(1), C2-C3-03 119(2), C3-03-RU 112(1), 03-Ru-Cl 78.0(6).

die Tatsache, daB (Aren)RuC,CR,-Einheiten existieren l 6 ] , legen nahe, daB zunachst ein ,,RuC,CPh,"-Intermediat ent- steht und anschlieBend Methanol an C1 und das freigesetzte Wasser an C3 des Liganden addiert werden. Urn AufschluD iiber das violette Intermediat zu erhalten, wurde der Kom- plex 1 a in wasserfreiern Methanol mit einern Aquivalent des Siloxypentadiins 5 umgesetzt. Das in 40 % Ausbeute isolierte violette Produkt wurde als 6a identifiziert. Diese Verbindung zeigt ein starkes Signal im IR-Spektrum bei 2080 cm- ', die der (C =),C-Gruppe['] zuzuordnen ist. Irn l3C-NMR-Spek- trurn findet sich ein Signal bei 6 = 295.13, das fur ein Ru- thenium-gebundenes Carbenkohlenstoffatom[61 charakteri- stisch ist; ein Signal bei 109.79 ( 'JC." = 172 Hz) ist der Grup- pe HC= C zuzuordnen, und drei Singuletts bei 6 = 166.88, 148.83 und 148.42 starnmen vom (C =),-Geriist.

Verbindung 6s reagiert bei Raumtemperatur rnit Wasser innerhalb von drei Stunden quantitativ zu 3a. Dies zeigt, daB die Komplexe 3 und 4 durch Addition von Wasser an C3 der Butatrienylgruppe der Intermediate 6 entstehen.

Da die Addition von Methanol an Ru=(C=),CR,-Ein- heiten zu 2-Propenyliden-Ruthenium-Komplexen fiihrt [61,

ist bei der Reaktion der Diine 2 oder 5 mit den Komplexen 1 vermutlich das Metallacumulen Ru = (C = ),CPh, das Schliisselintermediat, das durch Addition von Methanol den Komplex 6 liefert.

Experimentelles 3n: 0.24 g (1 mmol) 2r wurden zu einer Losung von 0.41 g (1 mmol) 1 a und 0.18 g (1 mmol) NaPF, in 20 mL wasserfreiem Methanol gegeben. Nach eini- gen Minuten wurde die Losung violett und dann allmahlich dunkelrot. Man IieOdas Gemisch 20 h bei Raumtemperatur riihren. destillierte das Losungsmit- tel im Vakuum ab und ldste den verbliebenen roten Feststoff in 20 mL THE Die Losung wurde filtriert; Kristallisation aus THF/n-Hexan (211) ergab 0.36 g (48%) 3. als orangefarbene Kristalle. 3n: IR(KBr): J = 1615 [s. v(C=O)], 855 [s, v(P-F)]cm-'. 'H-NMR

4/(P.H)=0.8Hz;HC=C),3.76(s,3H,OMe).1.99(s.18H;C6Me,),1.15(d. 9H. 'J(P.H) = 10.1 Hz; PMe,). "P-NMR: 6 = 3.55 (s; PMe,). -144.39 (sept.; PFF). "C-NMR: 6 = 254.82 (d, 'J(P,C) = 20.4 Hz; Ru-COMe),

HC=CPh,). 111.09 ('J(C,H) = 162.4 Hz; HC=C-OMe). Korrekte Elemen- taranalyse (C,H). 3b(52%) und 4n, b(56 bzw. 58 "A) wurden analog hergestellt. '%NMR-Daten f i r Ru-COMe (75.469 MHz. CDCI,): a/'J(C,P) = 255.29/ 18.9 Hz (3b), 253.11/20.2 Hz (4n). 253.76/20.3 Hz (4b); f i r HC=C-OMe: B/'J(C.H) = 112.25/162.4 Hz (3b). 110.79/161 Hz (4n). 111.381161 Hz (4b). 6.: Eine Losung von 0.30g (0.73 mmol) I n und 0.13 g (0.77 mmol)NaPF, in 20 mL wasserfreiem Methanol wurde mit 0.225 g (0.73 mmol) 5.5-Diphenyl-S-

(300.13 MHz; CDCI,): 6 = 6.77 (s. 1H; HC=C), 5.57 (d, l H ,

199.60 (s; C=O), 153.48 (s; =CPh,), 121.92 ('J(C,H) = 156.6Hz;

(trimethylsiloxy)penta-1.3-diin 5 versetzt und 1 h bei Raumtemperatur geriihrt. Das Gemisch wurde im Vakuum auf die Halfte eingeengt, und ein rotviolettes Produkt wurde abfiltriert. Kristallisation aus Dichlormethan/Ether (20 mL/ 10 mL) ergab 0.22 g (40%) 6n als violettes Pulver. 621: IR(KBr): J = 2080 [s, v(C=C=C=C)] , 855 (vs, v(P-F)]cm-'. "P- NMR (121.49 MHz, CD,CI,): 6 = 10.54 (s; PMe,). -143.45 (sept.. PFF). 'H-NMR (300.13 MHz, CD,CI,): 6 = 7.69-7.47 (m. !OH; Ph), 7.29 (s. 1 H; =C=CH), 4.51 (s. 3H; OMe). 2.06(d, 18H; 4J(P.H) = 0.7 Hz; C,Me,), 1.40 (d, 9H; 'J(P,H) = 10.6 Hz: PMe,). "C-NMR (75.469 MHJz. CD,CI,): 6 = 295.13 ('J(C.P) = 21.2Hz; Ru=C-OMe). 166.88, 148.83 und 148.42 (=C=C=CPh,). 109.79 ('J(C,H) = 172 Hz; HC=C=), 106.47 (C,Me,), 67.43 (OMe), 16.41 (C,Me,), 16.05 ('J(C,P) = 34.6 Hz; PMe,). Die Konfigu- ration des Carben-Liganden wurde in einem NOE-Experiment ermittelt. Korrekte Elementaranalyse (C,H).

Eingegangen am 2. Oktober 1989 [Z 35691

CAS-Registry-Nummern: la,80298-82-4; lb. 110800-51-6;2a,4945-70-4;2b. 763-12-2;3r, 124686-52-8; 3b. 124686-54-0; 4r. 124686-56-2; 4b. 124686-58-4; 5, 124686-50-6; 6n. 124686-60-8.

[I] a) P. J. Stang. A. K. Datta, V. Dixit. L. G. Wistrand. Organometollics 8 (1989) 1020; b) P. J. Stang. A. K. Datta. ibid. 8 (1989) 1024.

121 T. J. Katz, S. M: Hacker, E. D. Kendrick. C. S. Yannoni, J. Am. Chem. Soc. 107 (1985) 2182.

[3] M. Bertault. J. Canceill, A. Collet, L. Toupet, J Chem. Soc. Chem. Commun. 1988, 163.

[4] D. Macomber, M.-H. Hung, M. Liang, A. G. Verma. P. Madhukar, Macro- molecules 21 (1988) 1189.

[ 5 ] a) E. 0. Fischer, H.-J. Kalder, A. Frank, F. H. Kohler, G. Huttner. Angew. Chem. 88 (1976) 683; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 15 (1976) 623; b) H. Berke, Chem. Ber. 113 (1980) 1370; c) H. Berke, P. Harter, G. Huttner, J. von Seyerl, J. Orgunomel. Chem. 219 (1981) 317; d) J. Selegue, Organomerul- lics f(1982) 217.

[6] H. Le B o x . K. Ouuine. P. H. Dixneuf, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1989, 219.

171 Vorgestellt beim Internationalen Symposium .,Interfaces in Metal Complex Chemistry", 10.- 14. Juli 1989, Rennes, Frankreich.

[8] Einkristalle wurden auseiner THF/Ether-Losung(l/2) erhalten. 3.: Raum- gruppe P2, /n. u = 13.788(5), b = 13.328(5). c = 18.457(6) A, fl = 100.21(3~, 2 = 4, V = 3338 A', Q ~ , = 1.488 g ~ m - ~ , KristallgrBk 0 . 5 0 ~ 0.20 x 0.10 mm. CAD-4-Diffraktometer (Graphitmonochromator, Mo,.. Strahlung. 8-28-Scan), 293 K, 5855 Reflexe mit 3" < 2 8 < 50", davon 1831 mit I > 30(l) als beobachtet eingestuft. Losung nach der Schwer- atom-Methode, Verfeinerung nach der Methode der kleinsten Fehler- quadrate (Vollmatrix) und durch Einhcitswichtung unter Verwendung von Absorptionskorrekturdaten (X Ray-70). Die Fluor-Atome des Hexafluoro- phosphat-Ions zeigten extrem hohe Temperaturfaktoren und ein gewisses Man unaufgeloster Fehlordnung und wurden auf den Maxima in der Fourier-Karte fixiert. Anisotrope Behandlung der Nichtwasserstoffatome, mil Ausnahme des [PF,le-1ons, ergab R = 0.061. Weitere Einzelheiten zur Kristallstrukturuntenuchung konnen beim Fachinformationszcntrum Karlsruhe. Gesellschaft f i r wissenschaftlich-technische Information mbH, D-7514 Eggenstein-Leopoldshafen 2. unter Angabe der Hinterlegungs- nummer CSD-54350, der Autoren und des Zeitschriftenzitats angefordert werden.

[9] E. Carmona, E. Gutierrez-Puebla, A. Monge, J. M. Marin. M. Paneque, M. Poveda. Orgunome~allirs 8 (1989) 967.

Struktur und Farbe von substituiertem Pentaphenylbismut ** Von Arno Schmuck, Pekka Pyykko und Konrad Seppelt *

Das 1952 von Wittig entdeckte, tiefviolette Bi(C,H,), hat eine fast regelmaBige quadratisch-pyramidale Struktur"', ganz analog dem solvatfreien Sb(C,H,),IZ1, jedoch im Ge-

['I Prof. Dr. K. Seppelt, Dip1.-Chem. A. Schmuck lnstitut fur Anorganische und Analytische Chcmie der Freien Universitat Fabeckstrak 34-36, D-1000 Berlin 33 Prof. P. Pyykko Department of Chemistry, University of Helsinki (Finnland)

["I Diese Arbeit wurde von dcr Deutschen Forschungsgemcinschaft und dem Fonds der Chemischen Industrie gefordcrt. Der Arbeitsgruppe Prof. Hutt- ner. Heidelberg, danken wir f i r die Hilfc bei der Aufnahme der Tieftempe- ratur-UV/VIS-Spektren.

Angew. Chem. 102 (1990) N r . 2 0 VCH Verlagsgesellschaft mbH. 0-6940 Weinheim. 1990 W44-8249/90/02020211$02.50/0 21 1

gensatz zu P(C6H5), und As(C,H,), , welche beide trigonal- bipyramidalen Aufbau habenf31. In festem Zustand ist die auffallige Absorption gerichtet (Dichroismus). Gegenstand dieser Untersuchung ist es, die Natur des ungewohnlichen Chromophors durch Priifung der Struktur- und Substitu- tionsabhangigkeit und durch Berechnungen zu sichern.

Bi(C,H,),(Z-F-C,H,), Bi(4-H,C-C,H,),(2-F-C6H4), 1 2

Alle bisher untersuchten Pentaphenylbismut-Derivate sind farbig und quadratisch-pyramidal aufgebaut14* eine Besonderheit in der Hauptgruppenchemie. Auch das Fluor- Derivat 1 ist im festen Zustand violett und dichroitisch und hat eine quadratisch-pyramidale Struktur (Abb. 1 a). In Lo-

Abb. 1 . a) Struktur von 1 (violet!) im Kristall; Ausschnitt: Originalfarbe. Die Skelettatome sind schrafiert. Stoe-Vierkreis-Diffraktometer, -40 "C; Mo,.. Graphit-Monochromator. 0-2 @-Scan, DIFABS-A bsorptionskorrektur. XTAL, volle Matrix, alle Atome anisotrop, ohne H-Atome. PI. a = 981.0(7), b = 1026.9(14), c = 1342.3(27) pm, CI = 1lO.ql). jl = 95.2(1). y = 97.4(1)", V = 1252 x 10, pm', Z = 2. : 3677 gemessene, 3085 unabhangige, davon 2851 mi! I > 3u(O innerhalb 2 5 0 525". R = R, = 0.025. Bi-C(ax) 221.6(5), Bi- C,,,, 234.6(4), 328.5(7), 228.4(7), 236.3(5) pm; C,,,,-Bi-C,,,,, 169.2(2), 150.q2)". A = 19.2" entsprechend der Definition in [4], d = 0" fur ideale qua- dratische F'yramide. - b) Struktur von 2 (orange) im Kristall; Ausschnitt: Origi- nalfarbe. Die Skelettatome sind schrafiert. Technische Daten und Berechnung siehe Abb. la . P2 ,,", a = 1029.3(2), b=2262.8(5), c = 1214.1(3)pm, fl = 101.32(2)", V = 2773 x lo6 pm', 2 = 4. Reflexe: 3097 gemessene, 2845 unabhangige, davon 2538 mi! I > 20(O innerhalb 2 < 0 5 20". R = 0.044. R, = 0.050. Bi-C,.,, 242.3(16), 235.8(16), Bi-Clhql 213.4(15), 220.1(13). 221.7(16) pm; C(,..,-Bi-C,,,, 176.3(5), Clhql-Bi-Clsql 118.9(6), 130.6(6), 110.4(5)". A = 45.4" entsprechend der Definition in [4], d = 60" f i r ideale trigonale Bipy- ramide. - Weitere Einzclheiten zu den Kristallstrukturuntenuchungen konnen beim Fachinformationszentrum Karlsruhe, Gesellxhaft f i r wissenschaftlich- technische Information mbH. D-7514 Eggenstein-Leopoldshafen 2, unter Angabe der Hinterlegungsnummer CSD-54259, der Autoren und des Zeit- schriftenzitats angefordert werden.

sung jedoch zeigt es eine rote Mischfarbe (siehe Abb. 2), kristallisiert aber wieder violett. Das sehr ahnliche Methyl- fluor-Derivat 2 hat in Losung die gleiche Mischfarbe (siehe Abb. 2), kristallisiert jedoch orange. Seine Struktur ist die erste, in der Bismut trigonal-bipyramidal von funf substitu- ierten Phenylgruppen umgeben ist (Abb. 1 b).

I

I I I I LOO 500 600 700

AInrnl - Abb. 2. UV/VIS-Spektren von 1 und 2. (---), oben: 1 in THF-Losung. -40 "C; (---), unten: 2 in THF-LBsung, -40°C. Beide Kurven s t h e n praktisch iiber- ein, doch is! die Absorption von 2 schwicher (LBslichkeit!). (x".x): 1, kristallin, +25 "C; (x-x): 2, kristallin, + 25 "C. FeststotT-UV-Mcssungen: Mikrophotometer Carl Zeiss UMSP-SO. Wegcn der hohen Lichteinstrahlung haben die Substanzen nur eine kurze Lebensdauer; dies erklart die mangelhafte Qualitat der Spektren. Das Auge ist hier das bessere Spektrometer.

An den Mischfarben in Losung kann man erkennen, daD die beiden Strukturen des Berry-Mechanismus vorhanden sind. Auch bei starkeren Temperaturvariationen andert sich das Verhaltnis der Absorptionsintensitaten nicht. Daraus folgt, daD der Energieunterschied zwischen trigonal-bipyra- midaler und quadratisch-pyramidaler Anordnung nahe null sein muB und daB die Festkorperstruktur von Gitterkraften bestimmt wird. Auch bei der tiefsten erreichbaren Tempera- tur kann der Ligandaustausch nicht eingefroren werden (19F-NMR); dies deutet gleichfalls auf eine niedrige Ener- giebarriere zwischen den beiden Strukturen hin (AG* < 20 kJmol-').

Extended-Huckel-Berechnungen mit relativistischer Kor- rektur zeigen fiur das hypothetische Molekiil BiH, im Fall idealer D3h- und C,,-Symmetrie ein sehr unterschiedliches MO-Bild[61. Bei C,,-Symmetrie fallt stark der verkleinerte HOMO-LUMO-Abstand auf. Das HOMO ist vorwiegend ein basales (nichtbindendes) Ligandorbital, das LUMO hat hauptsachlich Bi-6pZ-Charakter, d. h. es weist in die leere Koordinationsstelle des Oktaeders (Abb. 3). Im Prinzip wur- de der Unterschied zwischen beiden Geometrien bereits fur das hypothetische PH, postuliertr7J, das aber, selbst wenn es existierte, trigonal-bipyramidal sein sollte. Die Absorption

- I .

0 I - - -*OI 4 h

-

4

Abb. 3. MO-Diagramm fur BiH, in trigonal-bipyramidaler (D,J und qua- dratisch-planarer (C,J Struktur, sowie fur BiHp (Oh), korrigiert f i r relativi- stische Effekte. Die HOMO-LUMO-Anregung is! durch einen Pfeil symbo- lisiert. Daneben: Darstellung von HOMO und LUMO durch die Populations- analysen. Da das HOMO praktisch keine, das LUMO dagegen g r o k Bi-Orbi- talanteile hat, wird nur das LUMO von Lanthanoiden- und relativistischer Kontraktion stark abgesenkt. Die Besetzung der sechsten Koordinationsstelle im C,,-Modell ergibt oktaedrisches BiHF mi1 besonden groDer HOMO- LUMO-Aufspaltung(rechts). - Dasinstabile Anion Bi(C,H,)F is! zartgelb[ll].

21 2 0 VCH krlagsgesellscha~t mbH. 0-6940 Weinheim, 1990 0044-8249/90/0202-0212 S 02.50lO Angew. Chem. 102 (1990) Nr. 2

entspricht einer Ladungsiibertragung von basalen Liganden auf Bismut. Diese elektronische Anregung ist eigentlich ver- boten; entsprechend klein sind die 6-Werte.

Der Bindungszustand des angeregten Molekiils ist dem einer dreiwertigen, quadratisch-pyramidalen Bismutverbin- dung, z. B. BiCI:e, vergleichbar. Wegen der mangelnden Abschirmung durch die 4f-Elektronen und durch die relati- vistische Kontraktion werden s-orbitale in Bindungen weni- ger beteiligt als bei den leichteren Homologen: daher die Bevorzugung der quadratisch-pyramidalen Struktur. Dar- iiber hinaus wird besonders das stark bismutzentrierte LUMO durch die obengenannten Effekte abgesenkt, so dal3 die Absorption ins Zentrum des sichtbaren Spektrums riickt. Unseres Wissens erstmalig wird hier der Einflul3 des relativi- stischen Effekts auf einen angeregten Zustand erkennbar: Extended-Hiickel-Rechnungen ohne relativistische Korrek- tur von BiH, in beiden Geometrien ergeben qualitativ ein ahnliches Bild mit kleinerer HOMO-LUMO-Aufspaltung fur das C,,-Modell. Die HOMO-LUMO-Aufspaltung verandert sich jedoch bei Anwendung der relativistischen Korrektur fur C,, um 27%, fur D,, nur um 14%. ,,Nicht- relativistisches" Pentaphenylbismut ware also nicht violett.

Es sei darauf verwiesen, dal3 Bismut in oxidischen Supra- leitern sich ahnlich verhalt: Hier kann ein mit einem quadra- tisch-pyramidal/oktaedrischen Schwingungsiibergang ge- koppelter Bi"'-Bi"-RedoxprozeB angenommen werden ['I. Gemeinsam ist beiden Phanomenen auch, daD sie nur bei Einhaltung engster Rahmenbedingungen zu beobachten sind.

Da die Farbigkeit der Pentaphenylbismut-Derivate die Schwache und die leichte Anregbarkeit der basalen Bi - C- Bindungen zeigt, diirften Verbindungen mit noch schwache- ren Bi -C-Bindungen, die dann noch tieffarbiger waren, bei Raumtemperatur nicht mehr stabil sein. Im Fall der Penta- phenylantimon-Derivate sollten entsprechende Phanomene im UV beobachtet werden konnen, wenn nicht die schwache Absorption durch die starken rc-Banden der Phenylgruppen iiberlagert werden wiirde.

Experimen telles Eine bei - 78 "C aus 1 -Brom-2-fluorbenzol und nBuLi frisch bereitete Losung von 6 mmol 2-F-C6H,Li in 30 mL wasserfreiem Et,O wird innerhalb 1 min durch einen kleinen Teflonschlauch unter Riihren in eine auf - 78 "C gekiihlte Suspension von 3 mmol Triarylbismutdichlorid 19, 101 in 20 mL wasserfreiem Et,O gedriickt. Die farbige Suspension wird unter Riihren langsam auf Raum- temperatur erwirmt. Nach Dekaotieren (LiCI) wird die klare rotviolette Lcsung vonichtig eingeengt. Kristallisation bei 0°C bnv. - 25 "C liefert die in Diethylether gut l6slichen, in Pentan unlbslichen. hydrolyseempfrndlichen sub- stituierten Pentaarylbismutverbindungen 1 bzw. 2. 1: 45% violette. dichroitische Kristalle. Fp = 103°C (Zers.); I9F-NMR (84.25 MHz, THE CFCI, ex!.): 6 = -94.1; FIR (Nujol): t = 530, 452. 444, 434,282,231, 195. 175. 126. 1Wcm-I; UV(THF): A,.. = 487nm. 2: 39% orangefarbene Kristalle. Fp = 122 "C (Zers.); I9F-NMR (84.25 MHz. THF. CFCI, (ex!.): 6 = -94.0; FIR (Nujol): t = 564, 534, 523, 488, 480,473, 435, 303, 285, 260, 220. 212, 192, 173, 152, 125, 1 W c n ~ ' : UV(THF): A,, = 475 nm.

Eingegangen am 21. September, veranderte Fassung am 2. November 1989 [Z 35601

CAS-Registry-Nummern : 1, 124652-37-5; 2. 124652-38-6; 2-F-C,H,Li, 348-53-8; (C,H,),BiCI,, 594-30- 9; (CCH,-C,H,),BiCI,, 6729-64-2; BiH, (trigonal-bipyramidal), 124652-39-7; BiH, (quadratisch-planar), 124752-07-4; 1-Brom-2-fluorbenzol, 1072-85-1.

141 A. Schmuck, K. Seppelt, Chem. Ber. 122 (1989) 803. [S] A. Schmuck, S. Wallenhauer, D. Leopold. K. Seppelt. Chem. Ber.. im

Druck. 161 Programm ITEREX-87. P. Pyykkb, Methods Cornpul. Chem. 2(1988) 137.

Parameter: rBi = 185 pm f i r alle Bindungen, Winkel 90" bzw. 120", aH = - 10 eV.

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Cyclophane als Katalysatoren: Ein Porphyrin-iiberbrucktes Cyclophan als Model1 fur Cytochrom-P-450-Enzyme ** Von David R. Benson, Robert Valentekovich und Frangois Diederich *

Cytochrom-P-450-Enzyme bilden eine aukrordentlich vielseitige Klasse biologischer Oxidationskatalysatoren[21. Als Monooxygenasen sind sie wesentlich am Abbau lipophi- ler Substrate - endogener wie exogener - beteiligt. So kataly- sieren sie die Hydroxylierung von Steroiden und die Epoxi- dierung ungesattigter Fettsauren. Die Hydroxylierung von Alkanen und Arenen ist beim Menschen wahrscheinlich die wichtigste enzymatische Entgiftung dieser z. B. iiber Arznei- mittel oder die Atemluft aufgenommenen Substanzklassen. Diese Reaktion kann jedoch bei polycyclischen Arenen, z. B. Benzo[a]pyren, auch zur Bildung a u k r s t wirksamer Carci- nogene fiihren13]. Zahlreiche biochemische Untersuchun- gen sowie Rontgenstrukturanalysen[41 lieferten wichtige Beitrage zum Verstandnis der Struktur und Wirkungsweise dieser Enzyme. Charakteristische Strukturmerkmale sind ein eisenhaltiges Hamporphyrin, welches eine ausgepragt hydrophobe Sauerstoff- und Substrat-Bindungsstelle tief im Innern des Enzyms abschlieDt, die Abwesenheit weiterer katalytisch aktiver Gruppen an der Substrat-Bindungsstelle sowie ein Cysteinylrest als axialer Ligand des Eisenatoms auf der der Bindungsstelle abgewandten Seite des Porphyrins[']. Fur die Monooxygenase-Aktivitat wird Sauerstoff vom Ham-Eisen(n) gebunden und iiber eine Kette von Redox- schritten unter Bildung eines hoherwertigen Oxoeisen-Kom- plexes (,,Oxenoids"), vermutlich Porph'@ Fe" = 0, und Wassers gespalten. Dieser Oxoeisen-Komplex iibertragt an- schlieknd sein Sauerstoffatom auf das in der Bindungsstelle eingelagerte Substrat.

In zahlreichen Studien wurde in den letzten Jahren der Mechanismus und das Synthesepotential der Olefin-Epoxi- dierung und Alkan-Hydroxylierung mit einfachen Cyto- chrom-P-450-Modellsystemen, z. B. metallierten Tetraaryl- porphyrinen, untersucht[61. Dabei wurden teilweise sehr hohe Wechselzahlen sowie betrachtliche Regio- und Stereo- selektivitaten erreicht. In den meisten Fallen erfolgte die Herstellung der katalytisch aktiven hoherwertigen Oxoeisen- Zwischenstufe nicht durch Sauerstoff-Aktivierung, sondern direkt durch Umsetzung von Eisen(m)-porphyrinaten mit Sauerstoff-iibertragenden Reagentien, z. B. Iodosobenzol ['I.

[ I ] A. Schmuck. J. Buschmann, J. Fuchs, K. Seppelt, Angew. Chem. 99 (1987)

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1964, 2206.

('1 Prof. Dr. F. Diederich, D. R. Benson, R. Valentekovich Department of Chemistry and Biochemistry University of California Los Angeles, CA 90024-1 569 (USA)

[**I Katalytische Cyclophane, 5. Mitteilung. Diese Arbeit wurde vom Ofice of Naval Research geforder!. R. Y. dank! der National Science Foundation f i r ein Summer Undergraduate Fellowship. - 4. Mitteilung: [I].

Angew. Chem. 102 (1990) N r . 2 Q VCH Verlagsgesellschaf~ mbH. 0-6940 Weinheim. 1990 0044-8249/90/0202-0213 S 02.5OlO 21 3