キュバン型クラスター

キュバン型クラスターは、立方体を形成する分子構造内の原子の配置です。理想的なケースでは、8 つの頂点は対称性が等しく、種は O _h対称性を持ちます。このような構造は、炭化水素キュバンによって示されます。化学式C ₈ H ₈のキュバンは、立方体の角に炭素原子があり、共有結合が辺を形成しています。ほとんどのキュバンはより複雑な構造を持ち、通常は等しくない頂点を持ちます。それらは、単純な共有結合化合物、または高分子または超分子クラスター化合物である場合があります。

例

コーナーに異なる元素を持つ他の化合物、コーナーに結合したさまざまな原子または基はすべてこのクラスの構造の一部です。無機キュバン型クラスターには、四塩化セレン、四塩化テルル、およびシロキサンナトリウムが含まれます。

キュバンクラスターは、生物無機化学の分野では一般的である。[Fe ₄ S ₄ ]鉄硫黄クラスターを含むフェレドキシンは、自然界に広く存在する。^[1] 4つの鉄原子と4つの硫黄原子は、角で交互に配列する。クラスター全体は、通常、鉄原子の配位によって固定されており、通常はシステイン残基が用いられる。このようにして、各Fe中心は四面体配位構造を形成する。一部の[Fe ₄ S ₄ ]クラスターは、正方形の[Fe ₂ S ₂ ]前駆体の二量化によって生じる。ヘテロ金属誘導体を含む多くの合成類似体が知られている。^[2]

キューバンのクラスターの例
ダスキュバン、[CoO(OAc)py] ₄（OAc =酢酸、py =ピリジン）^[3]
フェレドキシン（4Fe-4S-キュバン）
光化学系IIにおけるCaMn ₃ O ₄キュバン。^[4]
キュバン、C ₈ H ₈

いくつかのアルキルリチウム化合物は、溶液中でクラスター（典型的にはテトラマー）として存在し、化学式は[RLi] ₄です。例としては、メチルリチウムやtert-ブチルリチウムなどがあります。個々のRLi分子は観察されません。4つのリチウム原子とそれらに結合した各アルキル基の炭素は、立方体の交互の頂点を占め、アルキル基の追加の原子はそれぞれの角から突き出ています。^[5]

オクタアザキュバンは、化学式N _{8で表される}窒素の仮想同素体であり、窒素原子が立方体の角にあたります。炭素系キュバン化合物と同様に、オクタアザキュバンは角の角度歪みにより非常に不安定になると予測されており、有機類似体で見られるような運動学的安定性も備えていません。^[6]

参考文献

^ Perrin, Jr., BS; Ichive, T. (2013). 「金属タンパク質の還元電位の配列決定因子の特定」.生物無機化学. 18 (6): 599–608. doi : 10.1007/s00775-013-1004-6. PMC 3723707. PMID 23690205.
^ Lee, SC; Lo, W.; Holm, RH、「キュバン型および高核性鉄硫黄クラスターの生体模倣化学の発展」、Chem. Rev. 2014、doi :10.1021/cr4004067
^ Chakrabarty, Rajesh; Bora, Sanchay J.; Das, Birinchi K. (2007). 「コバルト(III)−オキソキュバンクラスターの合成、構造、スペクトルおよび電気化学的特性、および触媒的使用」.無機化学. 46 (22): 9450–9462. doi :10.1021/ic7011759. PMID 17910439.
^ 梅名康文; 川上啓介; 沈建仁; 神谷信夫 (2011). 「1.9 Å の分解能での酸素発生光化学系 II の結晶構造」(PDF) . Nature . 473 (7345): 55–60. Bibcode :2011Natur.473...55U. doi :10.1038/nature09913. PMID 21499260. S2CID 205224374.
^ Stey, Thomas; Stalke, Dietmar (2009). 「リチウム有機化学における鉛構造」PATAI'S Chemistry of Functional Groups . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1002/9780470682531.pat0298. ISBN 9780470682531。
^ Agrawal, Jai Prakash (2010). 高エネルギー材料: 推進剤、爆薬、花火。Wiley-VCH。p. 498。ISBN 978-3-527-62880-3。

[1] Perrin, Jr., BS; Ichive, T. (2013). 「金属タンパク質の還元電位の配列決定因子の特定」.生物無機化学. 18 (6): 599–608. doi : 10.1007/s00775-013-1004-6. PMC 3723707. PMID 23690205.

[2] Lee, SC; Lo, W.; Holm, RH、「キュバン型および高核性鉄硫黄クラスターの生体模倣化学の発展」、Chem. Rev. 2014、doi :10.1021/cr4004067

[3] Chakrabarty, Rajesh; Bora, Sanchay J.; Das, Birinchi K. (2007). 「コバルト(III)−オキソキュバンクラスターの合成、構造、スペクトルおよび電気化学的特性、および触媒的使用」.無機化学. 46 (22): 9450–9462. doi :10.1021/ic7011759. PMID 17910439.

[4] 梅名康文; 川上啓介; 沈建仁; 神谷信夫 (2011). 「1.9 Å の分解能での酸素発生光化学系 II の結晶構造」(PDF) . Nature . 473 (7345): 55–60. Bibcode :2011Natur.473...55U. doi :10.1038/nature09913. PMID 21499260. S2CID 205224374.

[leadstructure-5] Stey, Thomas; Stalke, Dietmar (2009). 「リチウム有機化学における鉛構造」PATAI'S Chemistry of Functional Groups . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1002/9780470682531.pat0298. ISBN 9780470682531。

[agrawal-6] Agrawal, Jai Prakash (2010). 高エネルギー材料: 推進剤、爆薬、花火。Wiley-VCH。p. 498。ISBN 978-3-527-62880-3。

キュバン型クラスター

例

参考文献

関連するトピック

Tellurium tetrachloride

Molecular structure

Cube

Symmetry group