Пентазол
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК 1 H -Пентазол [1] | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| ХимическийПаук | |||
ПабХим CID | |||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| Н 55Ч | |||
| Молярная масса | 71.0414 g/mol | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Пентазол — ароматическая молекула, состоящая из пятичленного кольца , все атомы азота которого связаны с атомом водорода . Имеет молекулярную формулу ХН 5 . Хотя, строго говоря, является гомоциклическим пентазол неорганическим соединением , исторически он считался последним в ряду гетероциклических азольных соединений, содержащих от одного до пяти атомов азота. В этот набор входят пиррол , имидазол , пиразол , триазолы , тетразол и пентазол.
Производные
[ редактировать ]Замещенные аналоги пентазола известны под общим названием пентазолы. Как класс они являются нестабильными и часто взрывоопасными соединениями. Первым синтезированным пентазолом был фенилпентазол , пентазольное кольцо которого высоко стабилизировано за счет сопряжения с фенильным кольцом. Производное 4-диметиламинофенилпентазола является одним из наиболее стабильных известных соединений пентазола, хотя оно все еще разлагается при температуре выше 50 ° C. Известно, что электронодонорные группы стабилизируют арилпентазольные соединения. [2]
Ионы
[ редактировать ]Катион циклического пентазолия ( N +
5 ) неизвестен ввиду вероятного антиароматического характера; с открытой цепью тогда как катион пентазения ( N +
5 ) известно. Батлер и др. впервые продемонстрировал наличие циклического N −
5 в растворе путем разложения замещенных арилпентазолов при низкой температуре. Наличие Н
5 Н и Н −
5 (удерживаемый в растворе за счет взаимодействия с ионами цинка) был доказан прежде всего с помощью 15 Методы N-ЯМР продуктов разложения. [3] Эти результаты первоначально были оспорены некоторыми авторами. [4] но последующие эксперименты, включающие детальный анализ продуктов разложения, дополненные компьютерными исследованиями, подтвердили первоначальный вывод. [5] [6] [7] Ожидается, что пентазолид-анион не будет сохраняться в водном растворе дольше нескольких секунд без помощи комплексообразователей. Открытие пентазолов стимулировало попытки создания полностью азотистых солей, таких как N +
5 Н −
5 , которые должны представлять собой очень мощное топливо для космических путешествий .
В 2002 году пентазолят- анион был впервые обнаружен с помощью масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением. [8] В 2016 году ион был обнаружен и в растворе. [9] белые кубические кристаллы пентазолятной соли (N 5 ) 6 (H 3 O) 3 (NH 4 ) 4 В 2017 году были анонсированы Cl. В этой соли N −
5 колец плоские. Длины связей в кольце составляют 1,309 Å, 1,310 Å, 1,310 Å, 1,324 Å и 1,324 Å. [10] При нагревании соль устойчива до 117 °С, при этой температуре разлагается до азида аммония . [10] В условиях экстремального давления также был синтезирован пентазолят-ион. Впервые он был получен в 2016 году в виде соли CsN 5 путем сжатия и лазерного нагрева смеси CsN 3, внедренного в молекулярный N 2, при давлении 60 ГПа. После сброса давления оно оказалось метастабильным до 18 ГПа. [11] В 2018 году другая группа сообщила о синтезе LiN 5 под высоким давлением выше 45 ГПа из чистого лития, окруженного молекулярным азотом. Это соединение может сохраняться до условий окружающей среды после полного сброса давления. [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «1 H -пентазол - Публичная химическая база данных PubChem» . Проект ПабХим . США: Национальный центр биотехнологической информации.
- ^ Берк, Луизиана; Фазен П.Дж. (декабрь 2009 г.). «Корреляционный анализ реакций взаимного превращения и потери азота арилпентазенов и пентазолов, полученных из арилдиазония и азид-ионов». Международный журнал квантовой химии . 109 (15): 3613–3618. Бибкод : 2009IJQC..109.3613B . дои : 10.1002/qua.22408 .
- ^ Батлер, Р.Н.; Стивенс, Джон К.; Берк, Люк А. (2003). «Первое поколение пентазола (HN5, пентазоловая кислота), конечный азол и соль пентазолата цинка в растворе: новое N-деарилирование 1-(п-метоксифенил) пиразолов, 2-(п-метоксифенил) тетразола и применение методики к 1-(п-метоксифенил)пентазолу» . Химические коммуникации (8): 1016–1017. дои : 10.1039/b301491f . ПМИД 12744347 .
- ^ Шрёр Т., Хейгес Р., Шнайдер С., Кристе КО (31 декабря 2004 г.). «Гонка за первое поколение пентазолат-аниона в растворе далека от завершения». Химические коммуникации (12): 1607–9. дои : 10.1039/B417010E . ПМИД 15770275 .
- ^ Батлер Р.Н., Ханниффи Дж.М., Стивенс Дж.К., Берк Л.А. (31 января 2008 г.). «N-Деарилирование нитрата церия аммония Np-анизилазолов, примененное к кольцам пиразола, триазола, тетразола и пентазола: высвобождение исходных азолов. Образование нестабильного пентазола, HN5/N5-, в растворе» (PDF) . Журнал органической химии . 73 (4): 1354–1364. дои : 10.1021/jo702423z . ПМИД 18198892 .
- ^ Перера С.А., Грегусова А, Бартлетт Р.Дж. (1 апреля 2009 г.). «Первые расчеты значений 15N-15N J и новые расчеты химических сдвигов для систем с высоким содержанием азота: комментарий к длительным поискам HN5 и его пентазольного аниона». Журнал физической химии А. 113 (13): 3197–3201. Бибкод : 2009JPCA..113.3197P . дои : 10.1021/jp809267y . ПМИД 19271757 .
- ^ «Открытие Голуэя впереди мира» . Ирландские Таймс. 13 августа 2009 г.
- ^ Видж, А., Павлович, Дж. Г., Уилсон, В. В., Видж, В. и Крист, К. О. (2002), Экспериментальное обнаружение пентаазациклопентадиенидного (пентазолатного) аниона , цикло-N5-. Энджью. хим. Межд. Ред., 41: 3051–3054. doi : 10.1002/1521-3773(20020816)41:16<3051::AID-ANIE3051>3.0.CO;2-T
- ^ Б. Базанов, У. Гейгер, Р. Кармиэли, Д. Гринштейн, С. Велнер, Ю. Хаас, Обнаружение Cyclo-N5- в растворе ТГФ Ангью. хим. Межд. Эд. 2016, 55, 13233. два : 10.1002/anie.201605400
- ^ Jump up to: а б Чжан, Чонг; Сунь, Чэнго; Ху, Бинчэн; Ю, Чуаньмин; Лу, Мин (26 января 2017 г.). «Синтез и характеристика пентазолят-аниона цикло -N5ˉ в (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl». Наука . 355 (6323): 374–376. Бибкод : 2017Sci...355..374Z . дои : 10.1126/science.aah3840 . ПМИД 28126812 . S2CID 206651670 .
- ^ Стил, Брэд А.; Ставру, Элиссайос; Кроухерст, Джонатан К.; Зауг, Джозеф М.; Прокопенко Виталий Борисович; Олейник, Иван Иванович (06 декабря 2016 г.). «Синтез соли пентазолата под высоким давлением». Химия материалов . 29 (2): 735. arXiv : 1612.01918 . doi : 10.1021/acs.chemmater.6b04538 . ISSN 0897-4756 . S2CID 99194135 .
- ^ Ланиэль, Д.; Век, Г.; Гайфф, Г.; Гарбарино, Г.; Лубейр, П. (13 марта 2018 г.). «Синтезированное под высоким давлением соединение пентазолата лития, метастабильное в условиях окружающей среды». Журнал физической химии . 9 (7): 1600–1604. doi : 10.1021/acs.jpclett.8b00540 . ISSN 1948-7185 . ПМИД 29533665 .