Химики синтезировали полностью неорганический ароматический анион

Химики из Массачусетского Технологического Университета взяли неорганический анион, владеющий ароматичностью — свойством, значительно чаще ассоциирующимся с органическими соединениями, к примеру, бензолом. Их статья размещена в издании Science, а коротко ознакомиться с работой возможно в блоге Королевского Химического Общества.

Ароматичность — это особенное электронное состояние молекул, замкнутых в кольцо либо цикл. Оно характеризуется, например, образованием единого электронного облака вне плоскости цикла, объединяющего ?-электроны (они, к примеру, причастны к формированию кратных связей в бензоле). Принципиально важно подчернуть, что ароматичностью владеют отнюдь не все циклические молекулы, а лишь те, у которых число ?-электронов, вовлеченных в образование циклического облака, возможно выражено формулой [4n+2], где n — натуральное число.

Плотность распределения заряда по структуре аниона, теоретическое моделирование. Изображение: Alexandra Velian, Christopher C. Cummins / Science, 2015

Ароматические молекулы, если сравнивать с неароматическими аналогами, владеют высокой химической устойчивостью — к примеру, уничтожить двойную сообщение в бензоле значительно сложнее, чем в восьмиугольном циклооктатетраене (у него на два электрона больше, чем у бензола, исходя из этого он не ароматичен). Соединения, владеющие этим свойством, как правило являются органическими, это связано со свойством углерода легко образовывать разнообразные каркасы. 

Структура боразола. Изображение: Wikimedia Commons

Но из этого правила имеется исключения, к примеру, боразол  — неорганический шестичленный цикл, складывающийся из чередующихся бора и атомов азота. Не обращая внимания на то, что в нем нет формальных двойных связей, его ароматичность достигается за счет того, что любой из атомов азота в кольце владеет «лишней», не участвующей в образовании связей, парой электронов, а у бора имеется свободная орбиталь, талантливая их принять, обеспечив сопряжение всех электронных туч. В итоге, у совокупности образуется неспециализированное кольцевое электронное облако, содержащее 3?2=6 электронов, соответствующее критерию ароматичности.

В работе авторам удалось синтезировать нового представителя маленького класса неорганического ароматического аниона. Он складывается из трех атомов азота и двух атомов фосфора, формирующих пятичленный цикл. Для его получения химики применяли реакцию между азидом натрия (NaN3), содержащим линейный фрагмент из трех атомов азота, и дифосфорным производным антрацена, талантливым легко высвобождать частицу P2.

В следствии так называемой click-реакции ученые взяли бесцветные кристаллы натриевой соли этого аниона, а благодаря их рентгеновскому анализу удалось выяснить правильное строение пятиугольной частицы. Дополнительные изучения способом ядерного магнитного резонанса на ядрах фосфора и азота разрешили химикам совсем убедиться в ароматичности P2N3-.

Схема реакции получения дифосфатриазолата. Изображение: Alexandra Velian, Christopher C. Cummins / Science, 2015

Ранее химики предпринимали попытки синтеза аналогичных неорганических анионов, состоящих лишь из атомов азота N5- — увы, зафиксировать его существование удалось лишь в газовой фазе. Кроме этого только в газовой фазе была взята циклическая частица SN2P2. Примером устойчивого пятичленного ароматического соединения есть анион P__5_-, образующий золотисто-оранжевые растворы.

Нуклеофил/электрофил и правила Шварца

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Инструкции для антрацена

  Квантово-механические расчеты оказывают помощь целенаправленно изменять свойства полициклических ароматических соединений. Полициклические ароматические…

• Как продлить работу батарейки

  Сегодняшнее видео посвящено занимательному способов как возможно продолжить работу севшей батарейки. Как быть, если они сели, и необходимо их вернуть,…

• Обзор мини-гравера neje dk 8 pro 5

  Маленький лазерный гравировальный станок NEJE DK 8 PRO 5 лазерным модулем мощностью 500 милливатт. Хоть и именуется он лазерным гравером, но по…