Необычный фиолетово-голубой электрохромизм сэндвичевых комплексов на примере бисфталоцианината µ-карбидо-дирутения(IV)

  • Александр Валентинович Шокуров ИФХЭ РАН
  • Дарья С Куцыбала ИФХЭ РАН
  • Андрей П Кройтор ИФХЭ РАН
  • Александр Г Мартынов ИФХЭ РАН
  • София Л Селектор ИФХЭ РАН
  • Аслан Ю Цивадзе ИФХЭ РАН, ИОНХ РАН
  • Юлия Г Горбунова
Ключевые слова: фталоцианины, сэндвичевые комплексы, электрохромизм, рутений, пленки Ленгмюра-Блоджетта

Аннотация

Современные исследования в области сэндвичевых фталоцианинатов вызывают все больший интерес в связи с особыми свойствами этих соединений, такими как, например, их интенсивная окраска и возможность управления её изменениями с помощью окислительно-восстановительных процессов. Такие эффекты находят применение при разработке электрохромных устройств. В случае наиболее изученных бисфталоцианинатов редкоземельных элементов доминирующая электрохромная палитра таких соединений лежит в красно-зелено-синей цветовой гамме. В данной работе показано, что такой необычный сэндвич, как µ-карбидо-дирутениевый бисфталоцианат, при обратимом электрохимическом окислении/восстановлении проявляет столь же необычные изменения окраски, а именно - переход от голубого цвета к фиолетовому. Проведённые исследования включают детальную спектроэлектрохимическая характеризацию этого комплекса в растворе, в тонких пленках хаотической организации и ультратонких пленках Ленгмюра-Шефера, которые в действии демонстрируют вышеупомянутое яркое быстрое и обратимое изменение цвета.

Литература

Kirin I.S., Moskalev P.N., Makashev Y.A. Russ. J. Inorg. Chem. 1965, 10, 1065-1066.

Weiss R., Fischer J. In: The Porphyrin Handbook, Vol 16, Elsevier, 2003. pp. 171-246.

https://doi.org/10.1016/B978-0-08-092390-1.50010-2

Pushkarev V.E., Tomilova L.G., Nemykin V.N. Coord. Chem. Rev. 2016, 319, 110-179.

https://doi.org/10.1016/j.ccr.2016.04.005

Koifman O.I., Ageeva T.A., Beletskaya I.P., Averin A.D., Yakushev A.A., Tomilova L.G., Dubinina T.V., Tsivadze A.Y., Gorbunova Y.G., Martynov A.G., Konarev D.V., Khasanov S.S., Lyubovskaya R.N., Lomova T.N., Korolev V.V., Zenkevich E.I., Blaudeck T., von Borczyskowski C., Zahn D.R.T., Mironov A.F., Bragina N.A., Ezhov A.V., Zhdanova K.A., Stuzhin P.A., Pakhomov G.L., Rusakova N.V., Semenishyn N.N., Smola S.S., Parfenyuk V.I., Vashurin A.S., Makarov S.V., Dereven'kov I.A., Mamardashvili N.Z., Kurtikyan T.S., Martirosyan G.G., Burmistrov V.А., Aleksandriiskii V.V., Novikov I.V., Pritmov D.A., Grin M.A., Suvorov N.V., Tsigankov A.A., Fedorov A.Y., Kuzmina N.S., Nyuchev A.V., Otvagin V.F., Kustov A.V., Belykh D.V., Berezin D.B., Solovieva A.B., Timashev P.S., Milaeva E.R., Gracheva Y.A., Dodokhova M.A., Safronenko A.V., Shpakovsky D.B., Syrbu S.A., Gubarev Y.A., Kiselev A.N., Koifman M.O., Lebedeva N.S., Yurina E.S. Macroheterocycles 2020, 13, 311-467.

https://doi.org/10.6060/mhc200814k

Chen X., Qi D., Liu C., Wang H., Xie Z., Chen T.W., Chen S.M., Tseng T.W., Jiang J. RSC Adv. 2019, 10, 317-322.

https://doi.org/10.1039/C9RA07847A

Martynov A.G., Polovkova M.A., Berezhnoy G.S., Sinelshchikova A.A., Dolgushin F.M., Birin K.P., Kirakosyan G.A., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y. Inorg. Chem. 2020, 59, 9424-9433.

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c01346

Birin K.P., Poddubnaya A.I., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y. Macroheterocycles 2017, 10, 514-515.

https://doi.org/10.6060/mhc171258b

Bouvet M., Gaudillat P., Suisse J.-M. J. Porphyrins Phthalocyanines 2013, 17, 628-635.

https://doi.org/10.1142/S1088424613300048

Selektor S.L., Shokurov A.V., Arslanov V.V., Gorbunova Y.G., Raitman O.A., Isakova A.A., Birin K.P., Tsivadze A.Y. Russ. J. Electrochem. 2012, 48, 218-233.

https://doi.org/10.1134/S1023193512020164

Lindsey J.S., Bocian D.F. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 638-650.

https://doi.org/10.1021/ar200107x

Martynov A.G., Safonova E.A., Tsivadze A.Y., Gorbunova Y.G. Coord. Chem. Rev. 2019, 387, 325-347.

https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.02.004

Selektor S.L., Shokurov A.V., Raitman O.A., Sheinina L.S., Arslanov V.V., Birin K.P., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y. Colloid J. 2012, 74, 334-345.

https://doi.org/10.1134/S1061933X12020111

Shokurov A.V., Kutsybala D.S., Martynov A.G., Yagodin A.V., Gorbunova Y.G., Novikov D., Bakirov A.V., Shcherbina M.A., Chvalun S.N., Arslanov V.V. Selektor S. L. Macroheterocycles 2019, 12, 264-267.

https://doi.org/10.6060/mhc191071s

Wang H., Wang B.W., Bian Y., Gao S., Jiang J. Coord. Chem. Rev. 2016, 306, 195-216.

https://doi.org/10.1016/j.ccr.2015.07.004

Semenishyn N.N., Smola S.S., Rusakova N.V., Martynov A.G., Birin K.P., Gorbunova Y.G. Macroheterocycles 2018, 11, 262-268.

https://doi.org/10.6060/mhc180691r

Smola S.S., Rusakova N.V., Kamalov G.L., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y. Macroheterocycles 2017, 10, 268-272.

https://doi.org/10.6060/mhc170621r

Corker G.A., Grant B., Clecak N. J. J. Electrochem. Soc. 1979, 126, 1339-1343.

https://doi.org/10.1149/1.2129273

Zhang J., Lu F., Huang H., Wang J., Yu H., Jiang J., Yan D., Wang Z. Synth. Met. 2005, 148, 123-126.

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2004.09.027

Rodríguez-Méndez M.L., Aroca R., DeSaja J.A. Chem. Mater. 1992, 4, 1017-1020.

https://doi.org/10.1021/cm00023a018

Selektor S.L., Shokurov A.V., Revina A.A., Arslanov V.V., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y. Macroheterocycles 2015, 8, 135-142.

https://doi.org/10.6060/mhc150765s

Rodríguez-Méndez M.L., de Saja J.A. J. Porphyrins Phthalocyanines 2009, 13, 606-615.

https://doi.org/10.1142/S1088424609000814

Tang X., Liu Q., Wei C., Lv X., Jin Z., Chen Y., Jiang J. J. Rare Earths 2021, 39, 113-120.

https://doi.org/10.1016/j.jre.2020.11.004

Selektor S.L., Shokurov A.V. Prot. Met. 2015, 51, 171-203.

https://doi.org/10.1134/S2070205115020161

Selektor S.L., Sheinina L.S., Shokurov A.V., Raitman O.A., Arslanov V.V., Lapkina L.A., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y. Prot. Met. 2011, 47, 447-456.

https://doi.org/10.1134/S2070205111040162

Tolbin A.Y., Pushkarev V.E., Tomilova L.G., Zefirov N.S. J. Porphyrins Phthalocyanines 2008, 12, 1187-1193.

https://doi.org/10.1142/S108842460800056X

Pushkarev V.E., Tolbin A.Y., Zhurkin F.E., Borisova N.E., Trashin S.A., Tomilova L.G., Zefirov N.S. Chem. Eur. J. 2012, 18, 9046-9055.

https://doi.org/10.1002/chem.201200361

Krichevsky D.M., Zasedatelev A.V., Tolbin A.Y., Luchkin S.Y., Karpo A.B., Krasovskii V.I., Tomilova L.G. Thin Solid Films 2017, 642, 295-302.

https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.10.001

Dubinina T.V., Belousov M.S., Maklakov S.S., Chernichkin V.I., Sedova M.V., Tafeenko V.A., Borisova N.E., Tomilova L.G. Dyes Pigm. 2019, 170, 107655.

https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2019.107655

Korostei Y.S., Pushkarev V.E., Tolbin A.Y., Dzuban A.V., Chernyak A.V., Konev D.V., Medvedeva T.O., Talantsev A.D., Sanina N.A., Tomilova L.G. Dyes Pigm. 2019, 170, 107648.

https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2019.107648

Tomilova L.G., Pushkarev V.E., Dubinina T.V., Tolbin A.Yu., Advances in the Synthesis and Study of the Properties of Phthalocyanines and Their Analogues, Moscow State University Publishing House, 2019.

Tomilova L.G., Gorbunova Y.G., Rodriguez-Mendez M.L., de Saja J.A. Mendeleev Commun. 1994, 4, 127-128.

https://doi.org/10.1070/MC1994v004n04ABEH000379

Gorbunova Y.G., Rodríguez-Méndez M.L., Souto J., Tomilova L.G., de Saja J.A. Chem. Mater. 1995, 7, 1443-1447.

https://doi.org/10.1021/cm00056a007

Gorbunova Y.G., Rodríguez-Méndez M.L., Kalashnikova I.P., Tomilova L.G., de Saja J.A., Rodríguez-Morgade M.S. Langmuir 2001, 17, 5004-5010.

https://doi.org/10.1021/la0102760

Ishikawa N. J. Porphyrins Phthalocyanines 2001, 05, 87-101.

https://doi.org/10.1002/1099-1409(200101)5:1<87::AID-JPP304>3.0.CO;2-Q

May A., Majumdar P., Martynov A.G., Lapkina L.A., Troyanov S.I., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y., Mack J., Nyokong T. J. Porphyrins Phthalocyanines 2020, 24, 589-601.

https://doi.org/10.1142/S108842462050011X

Rousseau R., Aroca R., Rodríguez-Méndez M.L. J. Mol. Struct. 1995, 356, 49-62.

https://doi.org/10.1016/0022-2860(95)08905-B

Zhu P., Pan N., Ma C., Sun X., Arnold D. P., Jiang J. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 518-523.

https://doi.org/10.1002/ejic.200300510

Ercolani C. J. Porphyrins Phthalocyanines 2000, 4, 340-343.

https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1409(200006/07)4:4<340::AID-JPP242>3.0.CO;2-1

Afanasiev P., Sorokin A. B. Acc. Chem. Res. 2016, 49, 583-593.

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.5b00458

Kroitor A.P., Cailler L.P., Martynov A.G., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y., Sorokin A.B. Dalton Trans. 2017, 46, 15651-15655.

https://doi.org/10.1039/C7DT03703A

Bottomley L.A., Gorce J.N., Goedken V.L., Ercolani C. Inorg. Chem. 1985, 24, 3733-3737.

https://doi.org/10.1021/ic00217a008

Şahin Z., Meunier-Prest R., Dumoulin F., Işci Ü., Bouvet M. Inorg. Chem. 2020, 59, 1057-1067.

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b02520

Kroitor A.P., Martynov A.G., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Y., Sorokin A.B. Eur. J. Inorg. Chem. 2019, 2019, 1923-1931.

https://doi.org/10.1002/ejic.201900029

Kienast A., Galich L., Murray K.S., Moubaraki B., Lazarev G., Cashion J.D., Homborg H. J. Porphyrins Phthalocyanines 1997, 1, 141-157.

https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1409(199704)1:2<141::AID-JPP18>3.3.CO;2-D

Markus R.T. The Measurement of Color. In: Color for Science, Art and Technology (Nassau K., Ed.), 1998. 490 p.

https://doi.org/10.1016/s1387-6783(98)80005-6

Mahy M., Van Eycken L., Oosterlinck A. Color Res. Appl. 1994, 19, 105-121.

https://doi.org/10.1111/j.1520-6378.1994.tb00070.x

Опубликован
2021-08-15
Раздел
Фталоцианины