Химики из Германии, Испании и Китая получили набор сэндвичевых комплексов, в которых роль центрального атома металла занимал икосаэдрический металлический кластер, а над и под ним располагались пятичленные циклы из атомов мышьяка или сурьмы. Ученые исследовали связь кластер-лиганд в комплексе с помощью квантовохимических расчетов и выяснили, что она похожа на связь металл-лиганд в ферроцене.

Исследование опубликовано в Nature Synthesis.

Первое сэндвичевое соединение – ферроцен – получили в 1951 году Томас Кили (Thomas J. Kealy) и Питер Посон (Peter L. Pauson). В его молекулах над и под атомом железа располагаются два связанных с металлом пятичленных углеродных кольца. В целом, структура похожа на сэндвич с железом в качестве начинки и двумя лигандами – кусками хлеба.

Вскоре после открытия ферроцена ученые обнаружили, что вместо атомов углерода в пятичленные кольца могут входить и другие атомы – например, азот или фосфор. Тогда химики начали пытаться заменить все атомы углерода в кольцах на другие атомы. И недавно это удалось немецким химикам, которые получили полностью неорганический аналог ферроцена с фосфорными четырехчленными циклами в качестве лигандов.

Ферроцен и его аналоги с неуглеродными лигандами / Xu-Hui Yue et al. / Nature Synthesis, 2023

Вслед за ними химики под руководством Гернота Френкинга (Gernot Frenking) из Марбургского университета решили синтезировать аналог ферроцена с кольцами из мышьяка и сурьмы. Они предположили, что если вместо центрального металла в комплексе будет кластер, то стабильность целевого комплекса увеличится за счет более выгодного перекрывания орбиталей кластера с большими пятичленными лигандами (радиусы атомов сурьмы и мышьяка намного больше, чем радиус атома углерода).