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Conformation, hydration, and ligand exchange process of ruthenium nitrosyl complexes in aqueous solution: Free-energy calculations by a combination of molecular-orbital theories and different solvent models
Journal of Computational Chemistry ( IF 3.4 ) Pub Date : 2022-10-07 , DOI: 10.1002/jcc.27021 Kentaro Kido 1 , Masashi Kaneko 2
Journal of Computational Chemistry ( IF 3.4 ) Pub Date : 2022-10-07 , DOI: 10.1002/jcc.27021 Kentaro Kido 1 , Masashi Kaneko 2
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Distribution of solvent molecules near transition-metal complex is key information to comprehend the functionality, reactivity, and so forth. However, polarizable continuum solvent models still are the standard and conventional partner of molecular-orbital (MO) calculations in the solution system including transition-metal complex. In this study, we investigate the conformation, hydration, and ligand substitution reaction between NO2− and H2O in aqueous solution for [Ru(NO)(OH)(NO2)4]2− (A), [Ru(NO)(OH)(NO2)3(ONO)]2− (B), and [Ru(NO)(OH)(NO2)3(H2O)]− (C) using a combination method of MO theories and a state-of-the-art molecular solvation technique (NI-MC-MOZ-SCF). A dominant species is found in the complex B conformers and, as expected, different between the solvent models, which reveals that molecular solvation beyond continuum media treatment are required for a reliable description of solvation near transition-metal complex. In the stability constant evaluation of ligand substitution reaction, an assumption that considers the direct association between the dissociated NO2− and complex C is useful to obtain a reliable stability constant.
中文翻译：
亚硝酰钌络合物在水溶液中的构象、水合和配体交换过程：结合分子轨道理论和不同溶剂模型的自由能计算
过渡金属络合物附近溶剂分子的分布是理解功能、反应性等的关键信息。然而，可极化连续溶剂模型仍然是包括过渡金属络合物在内的溶液体系中分子轨道 (MO) 计算的标准和常规伙伴。在本研究中，我们研究了[Ru(NO)(OH)(NO 2 ) 4 ] 2− ( A ) , [ Ru ( NO)(OH)(NO 2 ) 3 (ONO)] 2− ( B ), 和 [Ru(NO)(OH)(NO 2 )3 (H 2 O)] − ( C ) 使用 MO 理论和最先进的分子溶剂化技术 (NI-MC-MOZ-SCF) 的组合方法。在复杂的B构象异构体中发现了一个优势物种，并且正如预期的那样，在溶剂模型之间存在差异，这表明需要连续介质处理之外的分子溶剂化才能可靠地描述过渡金属络合物附近的溶剂化。在配体取代反应的稳定性常数评价中，考虑解离的NO 2 -和络合物C之间的直接缔合的假设对于获得可靠的稳定性常数是有用的。
更新日期：2022-10-07
中文翻译：
亚硝酰钌络合物在水溶液中的构象、水合和配体交换过程：结合分子轨道理论和不同溶剂模型的自由能计算
过渡金属络合物附近溶剂分子的分布是理解功能、反应性等的关键信息。然而，可极化连续溶剂模型仍然是包括过渡金属络合物在内的溶液体系中分子轨道 (MO) 计算的标准和常规伙伴。在本研究中，我们研究了[Ru(NO)(OH)(NO 2 ) 4 ] 2− ( A ) , [ Ru ( NO)(OH)(NO 2 ) 3 (ONO)] 2− ( B ), 和 [Ru(NO)(OH)(NO 2 )3 (H 2 O)] − ( C ) 使用 MO 理论和最先进的分子溶剂化技术 (NI-MC-MOZ-SCF) 的组合方法。在复杂的B构象异构体中发现了一个优势物种，并且正如预期的那样，在溶剂模型之间存在差异，这表明需要连续介质处理之外的分子溶剂化才能可靠地描述过渡金属络合物附近的溶剂化。在配体取代反应的稳定性常数评价中，考虑解离的NO 2 -和络合物C之间的直接缔合的假设对于获得可靠的稳定性常数是有用的。
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