Mononuclear and pentanuclear Zn(II) complexes with hydrazonyl-thiazoles: structural and photophisical study

Abstract

Јефтина, нискотоксична координациона једињења Zn(II) представљају обећавајуће кандидате за различите примене, укључујући фотолуминесцентне материјале. У овом раду су представљена два комплекса Zn(II) са хидразонил-тиазолским лигандима на бази пиридина (HLS1 и HLS2), који су синтетсани директном реакцијом лиганaда и Zn(CH3COO)2∙2H2O. Пентануклеарни комплекс [Zn5(HLS1)4(CH3COO)6] (1-AcO; Слика 1) кристалише у моноклиничној P21/n просторној групи са половином молекула по асиметричној јединици, при чему се централни јон Zn(II) налази на центру инверзије (Викофово слово c). Мононуклеарни комплекс [Zn(HLS2)(CH3COO)(H2O)] (2-AcO; Слика 2) кристалише у триклиничној P¬–1 просторној групи са једним молекулом по асиметричној јединици. Експеримент дифракције X-зрака са узорка праха je потврдио да су добијени једнофазни производи. Урађена је детаљна анализа типова и енергетске дистрибуције интермолекулских интеракција. Симетричан комплекс 1-AcO није фотолуминесцентан, за разлику од комплекса 2-AcO. Квантно-механички прорачуни теорије функционала густине (DFT) и временски зависне теорије функционала густине (TD-DFT) су расветлили порекло фотолуминесцентних својстава комплекса 2-AcO.

Inexpensive, low-toxic Zn(II) coordination compounds are represent promising candidates for various applications, including photoluminescent materials. In this study we report two zinc(II) complexes with thiazolyl-hydrazone-based ligands (HLS1 and HLS2), which were synthesized by direct reaction of the ligands with Zn(CH3COO)2∙2H2O. Pentanuclear complex [Zn5(HLS1)4(CH3COO)6] (1-AcO; Figure 1) crystalizes in monoclinic P21/n space group with half of the molecule in the asymmetric unit, where Zn3 atoms lie at inversion center (Wyckoff letter c). Mononuclear [Zn(HLS2)(CH3COO)(H2O)] (2-AcO; Figure 2) crystalizes in triclinic P‒1 space group with one molecule in the asymmetric unit (Figure 2). Powder X-ray diffraction experiments confirmed that single-phase products were obtained. A detailed analysis of types and energy distribution of intermolecular interactions was performed. The symmetrical 1-AcO does not exhibit photophysical properties, unlike asymmetrical 2-AcO. Quantum-mechanical calculations of density functional theory (DFT) and time-dependent DFT provided insight into origin of the photoluminescent properties of 2-AcO.