Bazı rodyum(I) n-heterosiklik karben komplekslerinin kristalografik ve kuantum mekaniksel yöntemlerle incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında, [1,3-bis(2-metil-4-dietilaminofenil) imidazolidin-2-iliden] kloro (1,5siklooktadien) rodyum(I), [1,3-bis(metoksietil)-4,5-bis(2,4,6-trimetilfenil) imidazolidin-2-iliden] kloro (1,5-siklooktadien) rodyum(I) ve [1,3-bis (metoksietil)-4,5-bis(4-metilfenil) imidazolidin-2-ilidene] iyodo (1,5-siklooktadien) rodyum(I) bileşiklerinin moleküler ve kristal yapıları tek kristal X-ışını kırınımı yöntemiyle belirlenmiştir. Bileşiklerdeki bağlanma durumları kuantum mekaniksel ilkeler çerçevesinde Yoğunluk Fonksiyoneli Kuramına dayanarak Doğal Bağ Yörüngemsileri ve Kısım Yaklaşımı yardımıyla incelenmiştir. Komplekslerin kararlılıklarına başat katkının N-Heterosiklik Karben (NHK) ligandlarındaki azot atomlarından karben karbonunun boş p(pi) yörüngemsilerine yapılan elektron bağışı yoluyla sağlandığı deneysel ve kuramsal olarak ortaya konmuştur. İncelenen komplekslerdeki NHK ligandlarının yalnızca sigma- değil aynı zamanda pi-bağlanma ve pi-geri bağlanma süreçlerine de katıldıkları ortaya konmuştur. Ayrıca, imidazolidin halkasının 4 ve 5 konumlarındaki karbon atomlarına bağlanan hacimli sterik grupların NHK ligandlarının sigma-vericiliklerini olumsuz etkilediği görülmüştür. In this thesis, molecular and crystal structures of [1,3 - bis(2 - methyl - 4 - diethylaminophenyl) imidazolidin - 2 - ylidene] chloro (1,5 - cyclooctadiene) rhodium(I), [1,3 - bis(methoxyethyl) - 4,5 - bis(2,4,6 - trimethylphenyl) - imidazolidin - 2 - ylidene] chloro (1,5 - cyclooctadiene) rhodium(I) and [1,3 - bis(metoxyethyl) - 4,5 - bis(4 - methylphenyl) imidazolidin - 2 - ylidene] iodo (1,5 - cyclooctadiene) rhodium(I) were determined by the single crystal X-ray diffraction technique. Bonding situations in the compounds have been examined by quantum mechanical principles in the framework of Density Functional Theory (DFT) with the aid of Natural Bond Orbital (NBO) and Fragment Approach analyses. It has been experimentally and theoretically showed that the dominant factor stabilizing the N-Heterocyclic Carbene (NHC) ligands is the electron donation from the nitrogen lone pairs into the formally empty p(pi) orbitals of the carbene carbon atoms. Not only are the NHC ligands in the complexes under discussion contributed to sigma-donation process, but also they are participated in pi-donation and pi-back donation mechanisms. In addition, it is shown that the presence of bulky substituents on the carbon atoms at 4 and 5 positions of the imidazolidin rings affects negatively sigma-donation properties of NHC ligands.