El cloruro de tris (bipiridina) rutenio (II) es el complejo de coordinación de sal de cloruro con la fórmula [Ru (bpy) 3 ] 2+ 2Cl - . Este complejo de polipiridina es una sal cristalina roja obtenida como hexahidrato , aunque todas las propiedades de interés están en el catión [Ru (bpy) 3 ] 2+ , que ha recibido mucha atención debido a sus propiedades ópticas distintivas. Los cloruros se pueden reemplazar con otros aniones , como el PF 6 - .
Nombres | |
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Otros nombres Ru-bpy dicloruro de rutenio-tris (2,2'-bipiridilo) | |
Identificadores | |
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Tarjeta de información ECHA | 100.034.772 |
Número RTECS |
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Tablero CompTox ( EPA ) | |
Propiedades | |
C 30 H 24 N 6 Cl 2 Ru · 6H 2 O | |
Masa molar | 640,53 g / mol (anhidro) 748,62 g / mol (hexahidrato) |
Apariencia | rojo sólido |
Densidad | sólido |
Punto de fusion | > 300 ° C |
ligeramente soluble en agua; soluble en acetona | |
Estructura | |
Octaédrico | |
0 D | |
Peligros | |
Principales peligros | levemente tóxico |
Ficha de datos de seguridad | MSDS externa |
Frases R (desactualizadas) | ninguno |
Frases S (desactualizadas) | S22 S24 / 25 |
Compuestos relacionados | |
Compuestos relacionados | Tricloruro de rutenio 2,2'-bipiridina |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Síntesis y estructura
Esta sal se prepara tratando una solución acuosa de tricloruro de rutenio con 2,2'-bipiridina . En esta conversión, Ru (III) se reduce a Ru (II) y típicamente se añade ácido hipofosforoso como agente reductor. [1] [Ru (bpy) 3 ] 2+ es octaédrico, que contiene un ion central de bajo espín d 6 Ru (II) y tres ligandos bpy bidentados. Las distancias Ru-N son 2.053 (2), más cortas que las distancias Ru-N para [Ru (bpy) 3 ] 3+ . [2] El complejo es quiral, con simetría D 3 . Se ha resuelto en sus enantiómeros . En su estado excitado de triplete más bajo, se cree que la molécula alcanza una simetría C 2 más baja , ya que el electrón excitado se localiza principalmente en un único ligando bipiridilo. [3] [4]
Fotoquímica de [Ru (bpy) 3 ] 2+
[Ru (bpy) 3 ] 2+ absorbe la luz ultravioleta y visible. Las soluciones acuosas de [Ru (bpy) 3 ] Cl 2 son de color naranja debido a una fuerte absorción de MLCT a 452 ± 3 nm ( coeficiente de extinción de 14.600 M -1 cm -1 ). Se encuentran más bandas de absorción a 285 nm que corresponden a transiciones π * ← π centradas en el ligando y una transición débil alrededor de 350 nm (transición dd). [5] Los resultados de la absorción de luz en la formación de un estado excitado tienen una vida útil relativamente larga de 890 ns en acetonitrilo [6] y 650 ns en agua. [6] El estado excitado se relaja al estado fundamental mediante la emisión de un fotón o relajación no radiativa. El rendimiento cuántico es del 2,8% en agua saturada de aire a 298 K y la longitud de onda máxima de emisión es de 620 nm. [7] La larga vida útil del estado excitado se atribuye al hecho de que es triplete , mientras que el estado fundamental es un estado singlete y en parte debido al hecho de que la estructura de la molécula permite la separación de cargas. Las transiciones singlete-triplete están prohibidas y, por lo tanto, a menudo son lentas .
Como todos los estados excitados moleculares, el estado excitado triplete de [Ru (bpy) 3 ] 2+ tiene propiedades oxidantes y reductoras más fuertes que su estado fundamental. Esta situación surge porque el estado excitado puede describirse como un complejo Ru 3+ que contiene un anión radical bpy • - como ligando. Por lo tanto, las propiedades fotoquímicas de [Ru (bpy) 3 ] 2+ recuerdan al ensamblaje fotosintético , que también implica la separación de un electrón y un agujero . [8]
[Ru (bpy) 3 ] 2+ se ha examinado como fotosensibilizador tanto para la oxidación como para la reducción del agua. Al absorber un fotón, [Ru (bpy) 3 ] 2+ se convierte al estado triplete mencionado anteriormente, denotado [Ru (bpy) 3 ] 2+ *. Esta especie transfiere un electrón, ubicado en un ligando bpy, a un oxidante de sacrificio como el peroxodisulfato (S 2 O 8 2− ). El [Ru (bpy) 3 ] 3+ resultante es un oxidante poderoso y oxida el agua en O 2 y protones a través de un catalizador . [9] Alternativamente, el poder reductor de [Ru (bpy) 3 ] 2+ * se puede aprovechar para reducir el metilviológeno , un portador reciclable de electrones, que a su vez reduce los protones en un catalizador de platino . Para que este proceso sea catalítico, se proporciona un reductor de sacrificio, como EDTA 4− o trietanolamina, para devolver el Ru (III) de nuevo al Ru (II).
Los derivados de [Ru (bpy) 3 ] 2+ son numerosos. [10] [11] Dichos complejos se discuten ampliamente para aplicaciones en biodiagnóstico, energía fotovoltaica y diodos emisores de luz orgánicos , pero no se ha comercializado ningún derivado. La aplicación de [Ru (bpy) 3 ] 2+ y sus derivados a la fabricación de sensores químicos ópticos es posiblemente una de las áreas de mayor éxito hasta ahora. [12]
[Ru (bpy) 3 ] 2+ y catálisis fotoredox
La catálisis fotoredox explota [Ru (bpy) 3 ] 2+ como sensibilizador como estrategia para la síntesis orgánica. También se emplean muchos análogos de [Ru (bpy) 3 ] 2+ . Estas transformaciones explotan las propiedades redox de [Ru (bpy) 3 ] 2+ * y su derivado desactivado reductivamente [Ru (bpy) 3 ] + . [13] [14] [15] [16]
Seguridad
La bipiridina metálica, así como los complejos de fenantrolina relacionados , son generalmente bioactivos, ya que pueden actuar como agentes intercalantes .
Referencias
- ^ Broomhead JA; Joven CG (1990). Tris (2,2'-bipiridina) Hexahidrato de dicloruro de rutenio (II) . Síntesis inorgánica. 28 . págs. 338–340. doi : 10.1002 / 9780470132593.ch86 . ISBN 9780470132593.
- ^ Biner, M .; Buergi, HB; Ludi, A .; Roehr, C. (1 de junio de 1992). "Estructuras cristalinas y moleculares de [Ru (bpy) 3] (PF6) 3 y [Ru (bpy) 3] (PF6) 2 a 105 K". Mermelada. Chem. Soc . 114 (13): 5197–5203. doi : 10.1021 / ja00039a034 .
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