Russian Journal of Coordination ChemistryRussian Journal of Coordination Chemistry0132-344X3034-5499Russian Academy of Science10.7868/S3034549925090034Synthesis, Structure, and Optical Properties of Cyclometalated Iridium(III) Complexes with 2-Arylbenzimidazoles and Pyrazino[2,3-f][1,10]PhenanthrolineСИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИКЛОМЕТАЛЛИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ ИРИДИЯ(III) С 2-АРИЛБЕНЗИМИДАЗОЛАМИ И ПИРАЗИНО[2,3-f][1,10]ФЕНАНТРОЛИНОМSholinaE.A.ШолинаЕ.А. sholina_ea_noemail@ras.ruBezzubovS.I.БеззубовС.И. bezzubov@igic.ras.ruИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Куриакова РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University, Higher School of EconomicsИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Куриакова РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University, Higher School of Economics15092025519566575

Two new iridium(III) complexes with benzimidazole ligands differing in the size of the aromatic system and an auxiliary N-donor ligand with extended conjugated system have been synthesized and studied structurally and spectroscopically. Comparison of the results of crystal packing analysis and data of electronic absorption spectroscopy, diffuse reflectance spectroscopy, and luminescence spectroscopy shows that intermolecular π−π interactions between the benzimidazole ligands have little effect on the optical characteristics of the complexes. Both compounds exhibit light absorption in the range of 250–550 nm (ε = 58 000−1 000 Мcm) both in solution and in the solid phase ( = 2.14−2.16 eV) and emit in the orange region (λ = 558−585 nm), with the solid-state emission maxima systematically red-shifted by about 25 nm. The results of the work allow a better understanding of the influence of crystal packing on the optical properties of iridium(III) complexes and will be used for further development of approaches to the crystal chemistry design of luminescent iridium compounds in the long-wavelength range.

Синтезированы и изучены структурно и спектроскопически два новых комплекса иридия(III) с бензимидазольными лигандами, различающимися размером ароматической системы, и вспомогательным N-донорным лигандом с расширенной сопряженной системой. Сопоставление результатов анализа кристаллических упаковок и данных электронной спектроскопии поглощения, спектроскопии диффузного отражения и люминесцентной спектроскопии показывает, что межмолекулярные π−π-взаимодействия между бензимидазольными лигандами слабо влияют на оптические характеристики комплексов. Оба соединения демонстрируют поглощение света в диапазоне 250−550 нм (ε = 58 000−1 000 Мсм) как в растворе, так и в твердой фазе ( = 2.14−2.16 эВ) и испускают в оранжевой области (λ = 558−585 нм), причем максимумы твердогольной эмиссии систематически сдвинуты в более красную область примерно на 25 нм по сравнению с испусканием в растворе. Результаты работы позволяют лучше понять степень влияния кристаллической упаковки на оптические свойства комплексов иридия(III) и будут использованы для дальнейшей разработки подходов кристаллохимического дизайна люминесцирующих соединений иридия в длинноволновом диапазоне.

рентгеноструктурный анализ лиганды электронные спектры люминесценциярентгеноструктурный анализ лиганды электронные спектры люминесценцияРабота выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания ИОНХ РАН.Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания ИОНХ РАН.Tritton D.N., Tang F.-K., Bodedla G.B. et al. // Coord. Chem. Rev. 2022. V. 459. P. 214390. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2021.214390Bawden J.C., Francis P.S., DiLuzio S. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2022. V. 144. № 25. P. 11189. https://doi.org/10.1021/jacs.2c02011Ruggeri D., Hoch M., Spataro D. et al. // Chem. Eur. J. 2025. V. 31. № 18. https://doi.org/10.1002/chem.202403309Nykhrikova E.V., Kiseleva M.A., Kalle P. et al. // Inorg. Chem. 2025. V. 64. № 10. Р. 5210. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c00155Mal'tsev E.I., Lypenko D.A., Dmitriev A.V. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2023. V. 49. № S1. Р. S2. https://doi.org/10.1134/S107032842360078XBurlov A.S., Vlasenko V.G., Garnovskii D.A. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2023. V. 49. № S1. Р. S68. https://doi.org/10.1134/S1070328423600857Tatarin S.V., Krasnov L.V., Nykhrikova E.V. et al. // J. Mater. Chem. C 2025. https://doi.org/10.1039/D5TC00305ABurlov A.S., Koshchienko Y.V., Vlasenko V.G. et al. // Inorg. Chim. Acta. 2018. V. 482. Р. 863. https://doi.org/10.1016/j.ica.2018.07.037Kostova I. // Molecules. 2025. V. 30. № 4. Р. 801. https://doi.org/10.3390/molecules30040801Krasnov L., Tatarin S., Smirnov D. et al. // Sci. Data. 2024. V. 11. № 1. Р. 870. https://doi.org/10.1038/s41597-024-03735-wMilaeva E.R. // Russ. J. Coord. Chem. 2024. V. 50. № 12. Р. 1043. https://doi.org/10.1134/S1070328424600815Wu C., Shi K., Li S. et al. // EnergyChem. 2024. V. 6. № 2. Р. 100120. https://doi.org/10.1016/j.enchem.2024.100120Yan J., Wu C., Yiu S. et al. // Adv. Opt. Mater. 2025. V. 13. № 4. https://doi.org/10.1002/adom.202402332Yan J., Wu Y., Huang M. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2025. https://doi.org/10.1002/anie.202424694Wang X., Wu C., Tong K. et al. // Adv. Opt. Mater. 2025. https://doi.org/10.1002/adom.202403273Hong G., Gan X., Leonhardt C. et al. // Adv. Mater. 2021. V. 33. № 9. https://doi.org/10.1002/adma.202005630Mal'tsev E.I., Lypenko D.A., Pozin S.I. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2023. V. 49. № S1. Р. S18. https://doi.org/10.1134/S1070328423600808Wu Y., Huang M., Cheng L. et al. // Angew. Chemie Int. Ed. 2025. V. 64. № 11. https://doi.org/10.1002/anie.202421664Hung C.-M., Wang S.-F., Chao W.-C. et al. // Nat. Commun. 2024. V. 15. № 1. Р. 4664. https://doi.org/10.1038/s41467-024-49127-xYao R., Hu X., Meng Q. et al. // J. Photochem. Photobiol. A.. 2025. V. 461. Р. 116170. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2024.116170Sreejith S., Ajayan J., Reddy N.V.U. et al. // Micro Nanostructures, 2025. V. 200. Р. 208101. https://doi.org/10.1016/j.micrna.2025.208101Longhi E., De Cola L. // Iridium(III) Optoelectron. Photonics Appl., Wiley, 2017. Р. 205. https://doi.org/10.1002/9781119007166.ch6Wang S.-F., Su B.-K., Wang X.-Q. et al. // Nat. Photonics. 2022. V. 16. № 12. Р. 843. https://doi.org/10.1038/s41566-022-01079-8Zhao Q., Li L., Li F. et al. // Chem. Commun. 2008. № 6. Р. 685. https://doi.org/10.1039/B712416CGautam A., Gupta A., Prasad P. et al. // Dalton Trans. 2023. V. 52. № 23. Р. 7843. https://doi.org/10.1039/D3DT006281Yang K., Tang H., Jiao Y. et al. // J. Lumin. 2023. V. 257. Р. 119721. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2023.119721Mondal A., Chattopadhyay P. // New J. Chem. 2023. V. 47. № 10. Р. 4984. https://doi.org/10.1039/D2NJ061211Kiseleva M.A., Churakov A.V., Taydakov I.V. et al. // Dalton Trans. 2023. V. 52. № 47. Р. 17861. https://doi.org/10.1039/D3DT02651ELiu J., Vellaisamy K., Yang G. et al. // Sci. Rep. 2017. V. 7. № 1. Р. 3620. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03952-xНиколаевский С.А., Ямбулатов Д.С., Старикова А.А. и др. // Коорд. химия 2020. Т. 46. № 4. С. 241. https://doi.org/10.31857/S0132344X2040052Мельников С.Н., Рубцова И.К., Николаевский С.А. и др. // Коорд. химия 2025. Т. 51. № 3. С. 145. https://doi.org/10.31857/S0132344X25030015Золотухин А.А., Бубнов М.П., Румянцев Р.В. и др. // Коорд. химия. 2023. Т. 49. № 3. С. 174. https://doi.org/10.31857/S0132344X22700165Klimashevskaya A.V., Arsenyeva K.V., Cherkasov A.V. et al. // J. Struct. Chem. 2023. V. 64. № 12. Р. 2271. https://doi.org/10.1134/S0022476623120016Zakharov A.Y., Kovalenko I.V., Meshcheriakova E.A. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2022. V. 48. № 12. Р. 846. https://doi.org/10.1134/S1070328422700051Смирнов Д.Е., Татарин С.В., Киселева М.А. и др. // Журн. неорган. химии 2023. Т. 68. № 9. С. 1202. https://doi.org/10.31857/S0044457X23601049Sheldrick G.M. // SADABS. Version 2008/1. 2008. Bruker AXS Inc. Germany.Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr. A. 2015. V. 71. № 1. P. 3. https://doi.org/10.1107/S2053273314026370Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr. C. 2015. V. 71. № 1. P. 3. https://doi.org/10.1107/S2053229614024218Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J. et al. // J. Appl. Crystallogr. 2009. V. 42. № 2. P. 339. https://doi.org/10.1107/S0021889808042726Zhao J.-H., Hu Y.-X., Dong Y. et al. // New J. Chem. 2017. V. 41. № 5. P. 1973. https://doi.org/10.1039/C6NJ03634ACao H.-T., Shan G.-G., Zhang B. et al. // J. Mol. Struct. 2012. V. 1026. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.molstruct.2012.05.004Tatarin S.V., Smirnov D.E., Taydakov I.V. et al. // Dalton Trans. 2023. V. 52. № 19. P. 6435. https://doi.org/10.1039/D3DT00200D