Klaster kubanskog tipa

Telurijum tetrahlorid, ilustrativni kubanski klaster.

Klaster kubanskog tipa je raspored atoma u molekulskoj strukturi koja formira kocku. U idealizovanom slučaju, osam vrhova su simetrijski ekvivalentni i vrsta ima O_h simetriju. Takvu strukturu ilustruje ugljovodonik kuban. Sa hemijskom formulom C
8H
8, kuban ima atome ugljenika na uglovima kocke i kovalentne veze koje formiraju ivice. Većina kubana ima komplikovanije strukture, obično sa neekvivalentnim vrhovima. Oni mogu biti jednostavna kovalentna jedinjenja ili makromolekularna ili supramolekularna klasterska jedinjenja.

Primeri

Druga jedinjenja koja imaju različite elemente u uglovima, različite atome ili grupe vezane za uglove su deo ove klase struktura. Neorganski klasteri kubanskog tipa uključuju selen tetrahlorid, telur tetrahlorid i natrijum siloks.

Kubanski klasteri su uobičajeni u čitavoj bioneorganskoj hemiji. Feredoksini koji sadrže [Fe₄S₄] gvožđe-sumporni klasteri su rasprostranjeni u prirodi.^[1] Četiri atoma gvožđa i četiri atoma sumpora formiraju naizmenični raspored na uglovima. Ceo klaster je tipično učvršćen koordinacijom atoma gvožđa, obično sa ostacima cisteina. Na ovaj način, svaki Fe centar postiže tetraedarsku koordinacionu geometriju. Neki klasteri [Fe₄S₄] nastaju dimerizacijom prekursora kvadratnog oblika [Fe₂S₂]. Poznati su mnogi sintetički analozi, uključujući heterometalne derivate.^[2]

Ilustrativni kubanski klasteri
Das kuban, [CoO(OAc)py]₄ (OAc = acetat; py = piridin)^[3]
Feredoksin (4Fe-4S-kuban)
CaMn₃O₄ cubane u fotosistemu II.^[4]
Kubane, C₈H₈

Nekoliko jedinjenja alkillitijuma postoji u vidu klastera u rastvoru, obično tetrameri, sa formulom [RLi]₄. Primeri uključuju metillitijum i tert-butillitijum. Pojedinačni RLi molekuli se ne primećuju. Četiri atoma litijuma i ugljenik iz svake alkil grupe koja je vezana za njih zauzimaju naizmenične vrhove kocke, pri čemu dodatni atomi alkil grupa izlaze iz njihovih respektivnik uglova.^[5]

Oktaazakuban je hipotetički alotrop azota sa formulom N₈; atomi azota su uglovi kocke. Poput kubanskih jedinjenja na bazi ugljenika, predviđa se da je oktaazakuban veoma nestabilan zbog ugaonog naprezanja na uglovima, a takođe ne uživa kinetičku stabilnost koja se vidi za njegove organske analoge.^[6]

Reference

^ Perrin, Jr., B.S.; Ichive, T. (2013). „Identifying sequence determinants of reduction potentials of metalloproteins”. Biological Inorganic Chemistry. 18 (6): 599—608. PMC 3723707 . PMID 23690205. doi:10.1007/s00775-013-1004-6.
^ Lee, S. C.; Lo, W.; Holm, R. H., "Developments in the Biomimetic Chemistry of Cubane-Type and Higher Nuclearity Iron–Sulfur Clusters", Chem. Rev. 2014, doi:10.1021/cr4004067
^ Chakrabarty, Rajesh; Bora, Sanchay J.; Das, Birinchi K. (2007). „Synthesis, Structure, Spectral and Electrochemical Properties, and Catalytic Use of Cobalt(III)−Oxo Cubane Clusters”. Inorganic Chemistry. 46 (22): 9450—9462. PMID 17910439. doi:10.1021/ic7011759.
^ Umena, Yasufumi; Kawakami, Keisuke; Shen, Jian-Ren; Kamiya, Nobuo (2011). „Crystal structure of oxygen-evolving photosystem II at a resolution of 1.9 Å” (PDF). Nature. 473 (7345): 55—60. Bibcode:2011Natur.473...55U. PMID 21499260. S2CID 205224374. doi:10.1038/nature09913.
^ Stey, Thomas; Stalke, Dietmar (2009). „Lead structures in lithium organic chemistry”. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. John Wiley & Sons, Ltd. ISBN 9780470682531. doi:10.1002/9780470682531.pat0298.
^ Agrawal, Jai Prakash (2010). High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics. Wiley-VCH. стр. 498. ISBN 978-3-527-62880-3.

[1] Perrin, Jr., B.S.; Ichive, T. (2013). „Identifying sequence determinants of reduction potentials of metalloproteins”. Biological Inorganic Chemistry. 18 (6): 599—608. PMC 3723707 . PMID 23690205. doi:10.1007/s00775-013-1004-6.

[2] Lee, S. C.; Lo, W.; Holm, R. H., "Developments in the Biomimetic Chemistry of Cubane-Type and Higher Nuclearity Iron–Sulfur Clusters", Chem. Rev. 2014, doi:10.1021/cr4004067

[3] Chakrabarty, Rajesh; Bora, Sanchay J.; Das, Birinchi K. (2007). „Synthesis, Structure, Spectral and Electrochemical Properties, and Catalytic Use of Cobalt(III)−Oxo Cubane Clusters”. Inorganic Chemistry. 46 (22): 9450—9462. PMID 17910439. doi:10.1021/ic7011759.

[4] Umena, Yasufumi; Kawakami, Keisuke; Shen, Jian-Ren; Kamiya, Nobuo (2011). „Crystal structure of oxygen-evolving photosystem II at a resolution of 1.9 Å” (PDF). Nature. 473 (7345): 55—60. Bibcode:2011Natur.473...55U. PMID 21499260. S2CID 205224374. doi:10.1038/nature09913.

[leadstructure-5] Stey, Thomas; Stalke, Dietmar (2009). „Lead structures in lithium organic chemistry”. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. John Wiley & Sons, Ltd. ISBN 9780470682531. doi:10.1002/9780470682531.pat0298.

[agrawal-6] Agrawal, Jai Prakash (2010). High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics. Wiley-VCH. стр. 498. ISBN 978-3-527-62880-3.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]