Abstract
Reaction of the Fe(II) complex of a fully saturated tetradentate macrocyclic ligand [Fe([14]aneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$, where [14]ane$N_4$ represents 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane, with $O_2$ has been investigated in acetonitrile solutions. [Fe([14]aneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$ reacts with oxygen to yield low spin Fe(III) species, [Fe([14]aneN$_4)(CH_3CN)_2]^{3+}$, which undergoes metal ion assisted oxidative dehydrogenation of the macrocyclic ligand to produce low spin Fe(II) complex, [Fe([14]tetraeneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$. The macrocyclic ligand in [Fe([14]tetraeneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$ is highly unsaturated and its double bonds are conjugated. [Fe([14]dieneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$ and [Fe([14]dieneN$_4)(CH_3CN)_2]^{3+}$ are isolated as the intermediates of the reaction. The Fe(II) complexes involved in this oxidative dehydrogenation reaction react with carbon monoxide to give respective carbon monoxide derivatives, [FeL$(CH_3CN)(CO)]^{2+}$ (where L = macrocyclic ligand). The values of $v_{CO}$ of [FeL$(CH_3CN)(CO)]^{2+}$, and the electrochemical oxidation potentials of Fe(II) ${\to}$ Fe(III) and the qualitative stability toward air-oxidation for [FeL(CH$_3CN_2)^{2+}$ increase as the degree of unsaturation of the macrocyclic ligands increase.
완전히 포화된 거대고리 리간드의 Fe(II) 착화합물 [Fe([14]aneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$과 ([14]ane$N_4$:1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane) 산소분자간의 반응을 아세토니트릴 용액중에서 연구하였다. [Fe([14]aneTEX>$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$는 산소와 쉽게 반응하여 낮은 스핀 Fe(III) 착화합물 [Fe([14]aneN$_4)(CH_3CN)_2]^{3+}$을 생성하고 이는 다시 산화성 탈수소 반응에 의해 낮은 스핀 Fe(II) 착화합물 [Fe([14]tetraeneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$을 형성한다. [Fe([14]tetraeneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$의 리간드는 불포화도가 매우 높고 이중결합이 컨쥬게이션 되어 있다. 또한 반응의 중간체로서 [Fe([14]dieneN$_4)(CH_3CN)_2]^{2+}$ 및 [Fe([14]dieneN$_4)(CH_3CN)_2]^{3+}$도 분리되었다. 이 반응과 관련된 Fe(II) 착화합물들은 일산화탄소와 반응하여 [FeL(CH$_3CN)(CO)]^{2+}$ (L = 거대고리 리간드) 형태의 착화합물을 이룬다. [FeL(CH$_3CN)(CO)]^{2+}$의 $v_{CO}$ 값과 [FeL(CH$_3CN_2)^{2+}$의 Fe(II) ${\to}$ Fe(III)의 전기화학적 산화포텐셜 및 산소에 대한 정성적인 안전성은 거대고리 리간드의 불포화도가 높아질수록 증가한다.
