Existence and stability of lanthanide-main group element multiple bonds. New paradigms in the bonding of the 4f elements. A DFT study of Cp 2CeZ (Z = F +, O, NH, CH -, CH 2) and the ligand adduct Cp 2Ce(CH 2)(NH 3)

Organometallics

Volumn 24, Issue 23, 2005, Pages 5747-5758

  Clark, David L ^a   Gordon, John C ^a,d   Hay, P Jeffrey ^b   Poli, Rinaldo ^c  

^a LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c LCC LABORATOIRE DE CHIMIE DE COORDINATION   (France)

^d U S DEPARTMENT OF ENERGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

METAL-LIGAND MULTIPLE BONDING; METALLOCENE COMPLEXES; TRANSITION ELEMENT CHEMISTRY;

CHEMICAL BONDS; COMPLEXATION; ELECTRONIC STRUCTURE; IONS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION;

RARE EARTH ELEMENTS;

EID: 33645811918     PISSN: 02767333     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/om050693y     Document Type: Article

References (122)

1. Nugent, W. A.; Mayer, J. M. Metal-Ligand Multiple Bonds; Wiley-Interscience: New York, 1988.
2. Wigley, D. E. Prog. Inorg. Chem. 1994, 42, 239.
3. Trifonov, A. A.; Bochkarev, M. N.; Schumann, H.; Loebel, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1991, 30, 1149.
4. Emelyanova, N. S.; Bochkarev, M. N.; Schumann, H.; Lebel, J.; Esser, L. Koord. Khim. 1994, 20, 789.
5. Xie, Z.; Wang, S.; Yang, Q.; Mak, T. C. W. Organometallics 1999, 18, 1578.
6. Wang, S.; Yang, Q.; Mak, T. C. W.; Xie, Z. Organometallics 1999, 18, 5511.
7. Beetstra, D.; Meetsma, A.; Hessen, B.; Teuben, J. Organometallics 2003, 22 (22), 4372-4374.
8. Chan, H.-S.; Li, H.-W.; Xie, Z. Chem. Commun. 2002, 652-653.
9. Arney, D. S. J.; Burns, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9840.
10. Duval, P. B.; Burns, C. J.; Buschmann, W. E.; Clark, D. L.; Morris, D. E.; Scott, B. L. Inorg. Chem. 2001, 40, 5491.
11. Roussel, P.; Boaretto, R.; Kingsley, A. J.; Alcock, N. W.; Scott, P. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, 1423.
12. Cramer, R. E.; Panchanatheswaran, K.; Gilje, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1853.
13. Brennan, J. G.; Andersen, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 514-516.
14. Blake, P. C.; Lappert, M. F.; Taylor, R. G.; Atwood, J. L.; Zhang, H. Inorg. Chim. Acta 1987, 139, 13.
15. Zalkin, A.; Brennan, J. G.; Andersen, R. A. Acta Crystallogr. 1988, C44, 1553.
16. Burns, C. J.; Smith, W. H.; Huffman, J. C.; Sattleberger, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 3237.
17. Arney, D. S. J.; Burns, C. J.; Smith, D. C. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10068-10069.
18. Stewart, J. L.; Andersen, R. A. New J. Chem. 1995, 19 (5-6), 587-595.
19. Arney, D. S. J.; Burns, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9448.
20. Hitchcock, P. B.; Lappert, M. F.; Liu, D. S. J. Organomet. Chem. 1995, 488, 241.
21. Warner, B. J.; Scott, B. L.; Burns, C. J. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 959.
22. Peters, R. G.; Warner, B. P.; Burns, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5585.
23. Diaconescu, P. L.; Arnold, P. L.; Baker, T. A.; Mindiola, D. J.; Cummins, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122 (25), 6108-6109.
24. Kiplinger, J. L.; Morris, D. E.; Scott, B. L.; Burns, C. J. Chem. Commun. 2002 (30).
25. Duttera, M. R.; Day, V. W.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 2907.
26. Arney, D. S. J.; Schnabel, R. C.; Scott, B. C.; Burns, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6780.
27. Katz, J. J.; Seaborg, G. T.; Morss, L. R. The Chemistry of the Actinide Elements; Chapman and Hall: London, 1986.
28. Denning, R. G. Struct. Bonding 1992, 79, 215.
29. Giesbrecht, G. R.; Gordon, J. C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2004, (16), 2387-2393.
30. Gordon, J. C.; Giesbrecht, G. R.; Clark, D. L.; Hay, P. J.; Keogh, D. W.; Poli, R.; Scott, B. L.; Watkin, J. G. Organometallics 2002, 21, 4726-4734.
31. Basuli, F.; Tomaszewski, J.; Huffman, J. C.; Mindiola, D. J. Organometallics 2003, 22, 4705.
32. Knight, L. K.; Piers, W. E.; Fleurat-Lessard, P.; Parvez, M.; Mcdonald, R. Organometallics 2004, 23, 2087.
33. Raymond, K. N.; Eigenbrot, C. W. Acc. Chem. Res. 1980, 13, 276.
34. Maron, L.; Eisenstein, O. J. Phys. Chem. A 2000, 104 (30), 7140-7143.
35. Perrin, L.; Maron, L.; Eisenstein, O.; Lappert, M. F. New J. Chem. 2003, 27 (1), 121-127.
36. Kalsotra, B.; Multani, R.; Jain, B. Isr. J. Chem. 1971, 9 (5), 569.
37. Kalsotra, B.; Jain, B.; Multani, R. J. Inorg. Nucl. Chem. 1972, 34 (7), 2265.
38. Kapur, S.; Kalsotra, B.; Multani, R. J. Chin. Chem. Soc. 1972, 19 (4), 197-202.
39. Kapur, S.; Kalsotra, B.; Multani, R. J. Inorg. Nucl. Chem. 1973, 35 (11), 3966-3968.
40. Kalsotra, B.; Multani, R.; Jain, B. J. Inorg. Nucl. Chem. 1973, 35 (1), 311-313.
41. Kapur, S.; Kalsotra, B.; Multani, R.; Jain, B. J. Inorg. Nucl. Chem. 1973, 35 (5), 1689-1691.
42. Kapur, S.; Kalsotra, B.; Multani, R. J. Inorg. Nucl. Chem. 1974, 36 (4), 932-934.
43. Vij, P.; Bhalla, M.; Multani, R. J. Chin. Chem. Soc. 1978, 25 (2), 95-98.
44. Gulino, A.; Casarin, M.; Conticello, V.; Gaudiello, J.; Mauermann, H.; Fragala, I.; Marks, T. Organometallics 1988, 7 (11), 2360-2364.
45. Evans, W.; Deming, T.; Ziller, J. Organometallics 1989, 8 (6), 1581-1583.
46. Evans, W. J. Adv. Organomet. Chem. 1985, 24, 131.
47. Schaverien, C. J. Adv. Organomet. Chem. 1994, 36, 283.
48. Schumann, H.; Meese-Marktscheffel, J. A.; Esser, L. Chem. Rev. 1995, 95, 865.
49. Anwander, R. Top. Organomet. Chem. 1999, 2, 1.
50. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J., J. A.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Baboul, A. G.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, Revision A.9; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
51. Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1989, 90 (3), 1730-1734.
52. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 299-310.
53. Margl, P.; Deng, L.; Ziegler, T. Organometallics 1998, 17, 933-946.
54. Margl, P.; Deng, L.; Ziegler, T. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5517-5525.
55. Perrin, L.; Maron, L.; Eisenstein, O. Inorg. Chem. 2002, 41 (17), 4355-4362.
56. Maron, L.; Perrin, L.; Eisenstein, O. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, (4), 534-539.
57. Perrin, L.; Maron, L.; Eisenstein, O.; Schwartz, D.; Burns, C.; Andersen, R. Organometallics 2003, 22 (26), 5447-5453.
58. Dolg, M.; Fulde, P.; Kuechle, W.; Neumann, C. S.; Stoll, H. J. Chem. Phys. 1991, 94 (4), 3011-17.
59. Dolg, M.; Fulde, P.; Stoll, H.; Preuss, H.; Chang, A.; Pitzer, R. M. Chem. Phys. 1995, 195 (1, 2, 3), 71-82.
60. Edelstein, N. M.; Allen, P. G.; Bucher, J. J.; Shuh, D. K.; Sofield, C. D.; Kaltsoyannis, N.; Maunder, G. H.; Russo, M. R.; Sella, A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118 (51), 13115-13116.
61. Rösch, N.; Streitwieser, A. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105 (25), 7237-7240.
62. Rösch, N. Inorg. Chim. Acta 1984, 94 (6), 297-299.
63. Lauher, J. W.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 1729-1742.
64. Albright, T. A.; Burdett, J. K.; Whangbo, M. H. Orbital Interactions in Chemistry; J. Wiley & Sons: New York, 1985.
65. Collman, J. P.; Hegedus, L. S.; Norton, J. R.; Finke, R. G. Principles and Applications of Organotransition Metal Chemistry; University Science Books: Mill Valley, CA, 1987.
66. Djafri, F.; Lai, R.; Pierrot, M. Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1989, 45 (PR), 585-587.
67. Hanna, T.; Incarvito, C.; Rheingold, A. Inorg. Chem. 2000, 39 (4), 630.
68. Jamieson, J.; Schrock, R.; Davis, W.; Bonitatebus, P.; Zhu, S.; Hoveyda, A. Organometallics 2000, 19 (5), 925-930.
69. Tsai, Y.; Diaconescu, P.; Cummins, C. Organometallics 2000, 19 (25), 5260-5262.
70. Sykora, R.; Albrecht-Schmitt, T. Chem. Mater. 2001, 13 (12), 4399-4401.
71. Rausch, M.; Moriarty, K.; Atwood, J.; Weeks, J.; Hunter, W.; Brittain, H. Organometallics 1986, 5 (6), 1281-1283.
72. Gunko, Y.; Bulychev, B.; Soloveichik, G.; Belsky, V. J. Organomet. Chem. 1992, 424 (3), 289-300.
73. Lobkovsky, E.; Gunko, Y.; Bulychev, B.; Belsky, V.; Soloveichik, G.; Antipin, M. J. Organomet. Chem. 1991, 406 (3), 343-352.
74. Heeres, H.; Renkema, J.; Booij, M.; Meetsma, A.; Teuben, J. Organometallics 1988, 7 (12), 2495-2502.
75. Stults, S.; Andersen, R.; Zalkin, A. J. Organomet. Chem. 1993, 462 (1-2), 175-182.
76. Heeres, H.; Meetsma, A.; Teuben, J. J. Organomet. Chem. 1991, 414 (3), 351-359.
77. Brookhart, M.; Green, M. L. H.; Wong, L.-L. Progr. Inorg. Chem. 1988, 36, 1-124.
78. Churchill, M. R.; Youngs, W. J. Inorg. Chem. 1979, 18 (7), 1930-1935.
79. Messerle, L. W.; Jennische, P.; Schrock, R. R.; Stucky, G. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102 (22), 6744-6752.
80. Wengrovius, J. H.; Schrock, R. R.; Churchill, M. R.; Wasserman, H. J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104 (6), 1739-1740.
81. Churchill, M. R.; Rheingold, A. L. Inorg. Chem. 1982, 21 (4), 1357-1359.
82. Mayr, A.; Asaro, M. F.; Kjelsberg, M. A.; Lee, K. S.; Van Engen, D. Organometallics 1987, 6, 432-434.
83. Bryan, J. C.; Mayer, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7213-7214.
84. Abbenhuis, H. C. L.; Feiken, N.; Grove, D. M.; Jastrzebski, J.; Kooijman, H.; Vandersluis, P.; Smeets, W. J. J.; Spek, A. L.; Vankoten, G. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114 (25), 9773-9781.
85. Kahlert, S.; Gorls, H.; Scholz, J. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37 (13-14), 1857-1861.
86. Cauchy, D.; Volatron, F.; Jean, Y. New J. Chem. 1994, 18 (2), 191-196.
87. Cauchy, D.; Eisenstein, O.; Jean, Y.; Volatron, F. New J. Chem. 1994, 18 (6), 687-691.
88. Fox, H. H.; Schofield, M. H.; Schrock, R. R. Organometallics 1994, 13 (7), 2804-2815.
89. Wu, Y. D.; Peng, Z. H. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119 (34), 8043-8049.
90. Schumann, H.; Glanz, M.; Winterfeld, J.; Hemling, H.; Kuhn, N.; Kratz, T. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1994, 33 (17), 1733-1734.
91. Arduengo, A.; Tamm, M.; Mclain, S.; Calabrese, J.; Davidson, F.; Marshall, W. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116 (17), 7927-7928.
92. Aparna, K.; Ferguson, M.; Cavell, R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122 (4), 726-727.
93. Schrock, R. R.; Messerle, L. W.; Wood, C. D.; Guggenberger, L. J. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100 (12), 3793-3800.
94. Daniele, S.; Hubert-Pfalzgraf, L.; Perrin, M. Polyhedron 2002, 21 (20), 1985-1990.
95. Hubert-Pfalzgraf, L.; Elkhokh, N.; Daran, J.-C. Polyhedron 1992, 11 (1), 59-63.
96. Morton, C.; Alcock, N.; Lees, M.; Munslow, I.; Sanders, C.; Scott, P. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121 (48), 11255-11256.
97. Brennan, J.; Stults, S.; Andersen, R.; Zalkin, A. Organometallics 1988, 7 (6), 1329-1334.
98. Stowasser, R.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3414-3420.
99. Clark, D. L.; Gordon, J. C.; Hay, P. J.; Martin, R. L.; Poli, R. Organometallics 2002, 21, 5000-5006.
100. Perrin, L.; Maron, L.; Eisenstein, O. Faraday Discuss. 2003, 124, 25-39.
101. Reed, A. E.; Curtiss, L. A.; Weinhold, F. Chem. Rev. 1988, 88, 899-926.
102. Brady, E. D.; Clark, D. L.; Gordon, J. C.; Hay, P. J.; Keogh, D. W.; Poli, R.; Scott, B. L.; Watkin, J. G. Inorg. Chem. 2003, 42, 6682-6690.
103. Howard, W. A.; Parkin, G. J. Organomet. Chem. 1994, 472, C1-C4.
104. Benson, M.; Cundari, T.; Lim, S.; Nguyen, H.; Piercebeaver, K. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116 (9), 3955-3966.
105. Zuckerman, R. L.; Krska, S. W.; Bergman, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 751.
106. Birdwhistell, K. R.; Lanza, J.; Pasos, J. J. Organomet. Chem. 1999, 584, 200.
107. Polse, J. L.; Andersen, R. A.; Bergman, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13405.
108. Lee, S. Y.; Bergman, R. G. Tetrahedron 1995, 51, 4255.
109. Mcgrane, P. L.; Jensen, M.; Livinghouse, T. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5459.
110. Blake, R. E.; Antonelli, D. M.; Henling, L. M.; Schaefer, W. P.; Hardcastle, K. I.; Bercaw, J. E. Organometallics 1998, 17, 718.
111. Walsh, P. J.; Hollander, F. J.; Bergman, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 8729.
112. Gade, L. H.; Mountford, P. Coord. Chem. Rev. 2001, 216-217, 65.
113. Duncan, A. P.; Bergman, R. G. Chem. Rec. 2002, 2, 431.
114. Wang, W. D.; Espenson, J. H. Organometallics 1999, 18, 5170.
115. Stephenson, T. A.; Bannister, E.; Wilkinson, G. J. Chem. Soc. 1964, 2538.
116. Cotton, F. A.; Koch, S.; Mertis, K.; Millar, M.; Wilkinson, G. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4989.
117. Bino, A.; Cotton, F. A.; Dori, Z.; Koch, S.; Kuppers, H.; Millar, M.; Sekutowski, J. C. Inorg. Chem. 1978, 17, 3245.
118. Cotton, F. A.; Fanwick, P. E.; Niswander, R. H.; Sekutowski, J. C. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 4725.
119. Sharp, P. R.; Schrock, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 1430-1431.
120. Sattelberger, A. P.; Mclaughlin, K. W.; Huffman, J. C. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2880.
121. Maseras, F.; Morokuma, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 195, 500.
122. Clark, A. E.; Sonnenberg, J. L.; Hay, P. J.; Martin, R. L. J. Chem. Phys. 2004, 121, 2144.