Jump to content

Дифосфены

Дифосфен — это тип фосфорорганического соединения фосфор-фосфор , которое имеет двойную связь , обозначаемую RP = PR'. Эти соединения не распространены, но их свойства имеют теоретическое значение.

Обычно соединения с эмпирической формулой RP существуют в виде колец. Однако, как и другие кратные связи между тяжелыми элементами основной группы, двойные связи P = P могут стабилизироваться за счет больших стерических препятствий. [1] В целом дифосфены реагируют как алкены .

В 1877 году Кёлер и Михаэлис заявили, что это был первый изолированный дифосфен (PhP = PPh). [2] публикация, которая мало вдохновила. Однако было известно, что более тяжелые пниктогены образуют олигомеры в степени окисления I, и к 1958 году химики начали пересматривать структуру продукта Келера и Михаэлиса. [3] [ оригинальное исследование? ] В течение последующего десятилетия (1960-е годы) определение молекулярной массы [4] и рентгенокристаллографический анализ [5] доказал, что этот «дифосфен» имел только одинарные связи PP и на самом деле представлял собой в основном четырехчленное кольцо формы (PPh) 4 . Тем не менее, современные открытия первого дифосфорилида и первого фосфаалкена позволили предположить, что могут быть получены соединения с многосвязным фосфором. [6]

Современная область дифосфена начинается с открытия Йошифудзи и др. более стерически затрудненного дифосфена в 1981 году. [6] Расстояние связи PP этого соединения составляет 2,034 Å, что намного короче средней длины связи в (C 6 H 5 P) 5 (2,217 Å) и (C 6 H 5 P) 6 (2,237 Å) и указывает на характер двойной связи. . [7]

После того, как Маасака Ёсифудзи и его коллеги в 1981 году выделили бис(2,4,6-три-трет-бутилфенил)дифосфен, [7] большинство синтезов дисфосфена дегалогенируют бутилалкилдихлорфосфин с активным металлом. [8] Такой синтез работает для арилфосфенов, [7] триалкилсилилфосфины, [8] или N-гетероциклические боро -фосфины. [9]

Синтез бис(2,4,6-три-трет-бутилфенил)дифосфена
Синтез диборилдифосфена

Дифосфены, стабилизированные илидом

[ редактировать ]

В 2019 году Стефан и его коллеги из Университета Торонто сообщили о первых примерах дивинилзамещенных дифосфенов в результате процесса раскрытия кольца/димеризации из кинетически нестабильных 2H-фосфиренов. Однако конъюгация привела к тому, что соединения проявили реакционную способность, близкую к фосфинидену . [10]

Структура

[ редактировать ]

Циклическая вольтамперометрия и УФ/Вид спектры показывают, что борилзамещенные дифосфены имеют более низкий уровень НСМО и больший промежуток ВЗМО-НСМО, чем арилзамещенные дифосфены. [9]

Геометрия

[ редактировать ]

Рентгеновский анализ указывает на некоторые важные длины связей и углы первого дифосфена, бис(2,4,6-три-трет-бутилфенил)дифосфена: PP = 2,034 (2) Å; ПК = 1,826 (2) Å; КПП = 102,8 (1) тот ; КПРС = 172,2 (1) тот . [7] По сравнению с длиной одинарной связи ПП в H 2 PPH 2 (2,238 Å), [11] расстояние связи ПП значительно короче, что свидетельствует о характере двойной связи. Транс - ориентация является термодинамически предпочтительным изомером. [12]

Спектроскопические свойства

[ редактировать ]

Соединения дифосфена обычно обладают разрешенной симметрией ( ) (интенсивные) и запрещенные по симметрии электронные переходы ( ) (слабый). [13] Рамановская спектроскопия наблюдает значительное усиление растяжения P = P в резонансе с разрешенным электроном. переход, чем с запрещенным переход из-за различной геометрии возбужденных состояний и механизма усиления. [14] Также наблюдаемые сильные комбинационные сдвиги для (CH(SiMe
3
)
2
)
2
П
2
и (CH(SiMe 3 ) 2 P=PC(SiMe 3 ) 2 ) предполагают более сильные свойства диниктенов . [ который? ] дифосфена по сравнению с одинарной связью ПП. [15] [ не удалось пройти проверку ]

Реактивность

[ редактировать ]

Дифосфены реагируют очень похоже на олефины. Гидридные реагенты, такие как литийалюминийгидрид, могут восстанавливать дифосфен с образованием стабильных дифосфанов: [16]

Цветная карта электронной плотности P 2 H 2

Видимое излучение вызывает цис-транс-изомеризацию, [12] хотя дальнейшее облучение может возбудить молекулу до триплетного дирадикального состояния. Предполагается, что в триплете транс-HPPH длина связи PP составит 2,291 Å. Она не только длиннее двойной связи ПП в основном состоянии транс-бис(2,4,6-три-трет-бутилфенил)дифосфена, но и длиннее, чем одинарная связь ПП в H 2 PPH 2 . Расчет двугранного угла транс-ГППГ позволяет предположить, что он составляет почти 90 градусов, что означает образование и Связи PP запрещены, а σ-связь усилена. [17]

Соединения образуют широкий спектр алкеновых комплексов переходных металлов (см. § Координация с переходными металлами ), а также традиционное комплексообразование с неподеленной парой фосфора или с любыми присутствующими арильными фрагментами.

Дифосфен инертен по отношению к кислороду в основном состоянии, но циклоприсоединяется к триплетному кислороду или озону, образуя очень нестабильные фосфорно-кислородные кольца, которые имеют тенденцию атаковать органильные заместители фосфора. [18] [19] Реакция с озоном протекает гораздо быстрее и указывает на стехиометрию 2:1 (озон:дифосфен). [19]

Два окисления дифосфенов: а) окисление триплетным кислородом; б) Окисление озоном

Карбены присоединяются по двойной связи, образуя дифосфираны , которые в дальнейшем перегруппировываются в 1,3-дифосфааллены в сильные основания. [20] В отличие от олефинов, илиды, традиционно называемые стойкими карбенами , склонны расщеплять центральную связь, образуя два фосфаалкен / фосфиниден . соединения [21]

а) присоединение карбена; б) «стойкий карбен», опосредованный разрывом двойной связи P=P

Координация с переходными металлами

[ редактировать ]
Пять типичных режимов координации: а) (E)-η 1 типа моноядерных комплексов; б) (Z)-η 1 типа моноядерных комплексов; в) η 1 типа биядерных комплексов; г) η 2 типовые комплексы; д) η 6 типовые комплексы

Дифосфены могут связываться с переходным металлом либо в η 1 режиме путем отдачи неподеленной пары фосфора или в η 2 поведение через взаимодействие. Если объемные группы являются арильными группами, арен-координированные продукты η 6 -типовая координация также возможна.

или 1 -типовые комплексы

[ редактировать ]

В 1983 году Филип П. Пауэр синтезировал комплекс переходного металла, содержащий двойную связь P = P (транс – {[ Fe (CO)
4
][PCH(SiMe
3
)
2
]
2}) с помощью простой одношаговой процедуры. [22] Они смешали Na 2 [Fe(CO) 4 ] и дихлорбис(триметилсилил)метилфосфин и получили темно-красно-коричневые кристаллы, которые были первым комплексом, содержащим незамостиковую двойную связь PP. Каждый фосфор демонстрировал терминальную координационную природу, а расстояние PP практически не менялось. Позже, в 1983 году, А.Х. Коули сообщил об ArP=PArFe(CO) 5 (с Ar=2,4,6-три-трет-бутилфенилом) путем обработки дифосфена Fe 2 (CO) 9 или Na 2 Fe(CO) 4 . [23] В этой процедуре синтеза была только одна концевая P-координация, а двойная связь PP имела Z-конфигурацию. Помимо железа, были обнаружены и другие подобные комплексы переходных металлов путем реакции дифосфенов с карбонилами переходных металлов никеля, вольфрама и хрома, и все они имели Z-конфигурацию. М. Йошифудзи доказал, что E/Z-изомеризация может происходить при освещении, вероятно, за счет миграции металлического фрагмента с одной стороны на другую.

или 2 -типовые комплексы

[ редактировать ]

Если не считать очень объемных заместителей, η 2 -координация дифосфена с металлом также возможна для стабилизации двойной связи ПП. В 1982 году К.Р. Диксон и др. синтезированы комплексы платины и палладия (M(PhP=PPh)L 2 ) (при M=Pt или Pd и L=(PPh3) 2 или Ph 2 P[CH 2 ] 2 PPh 2 ), который содержал боковую координацию. [24] В отличие от η 1 координационный комплекс, где ПП все еще сохранял природу двойной связи, расстояние ПП в боковых координационных комплексах (2,121 Å в Pd(PhP=PPh)PPh 3 CH 2 CH 2 PPh 3 ) был значительно длиннее, чем в некоординированном бис(2,4,6-три-трет-бутилфенил)дифосфене.

или 6 -типовые комплексы

[ редактировать ]

Если у фосфора есть арильные группы, переходный металл может не только напрямую связываться с фосфором, но и образовывать арен-координированные продукты η. 6 -типовая координация. При кипячении дифосфена в 1,4-диоксане с избытком Cr(CO) 6 могут образовываться моно- и бисареновый комплекс трикарбонилхрома(0). [25]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Пауэр, Филип П. (14 января 2010 г.). «Элементы главной группы как переходные металлы». Природа . 463 (7278): 171–177. Бибкод : 2010Natur.463..171P . дои : 10.1038/nature08634 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   20075912 . S2CID   205219269 .
  2. ^ Колер, Х; Михаэлис, А (1877). «О фенилфосфине и фосфобензоле (дифосфениле)» . Бер. Немецкий. Хим . 10 :807-814. дои : 10.1002/cber.187701001222 .
  3. ^ В Хорнер, Леопольд; Хоффманн, Хельмут; Бек, Питер (август 1958 г.). «Фосфорорганические соединения, XVI. Пути получения первичных, вторичных и третичных фосфинов» . Химические отчеты (на немецком языке). 91 (8): 1583–1588. дои : 10.1002/cber.19580910803 . ISSN   0009-2940 , авторы обозначают соединение как (C 6 H 5 –P=P–C 6 H 5 ) n .
  4. ^ торт, Вт; Грильневальд, W (1965). «К познанию фосфорорганических соединений. VIII. О новом методе получения органоолигофосфинов». хим . 98 (2): 480–486. дои : 10.1002/cber.19650980220 .
  5. ^ Дейли, Дж; Майер, Л. (1964). «Молекулярная структура фосфобензола». Природа . 203 (4950): 1167. Бибкод : 1964Natur.203.1167D . дои : 10.1038/2031167b0 . S2CID   4213722 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Корбридж, DEC (1995) «Фосфор: очерк его химии, биохимии и технологии», 5-е издание Elsevier: Амстердам. § 6.19. ISBN   0-444-89307-5 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с д Ёсифудзи, М.; Шима, И.; Инамото, Н.; Хироцу, К.; Хигучи, Т. (1 июля 1981 г.). «Синтез и структура бис (2,4,6-три-трет-бутилфенил)дифосфена: выделение настоящего фосфобензола». Журнал Американского химического общества . 103 (15): 4587–4589. дои : 10.1021/ja00405a054 . ISSN   0002-7863 .
  8. ^ Перейти обратно: а б Коули, АХ; Килдафф, Дж. Э.; Ньюман, TH; Пакульски, М. (1 октября 1982 г.). «Дифосфены (RP:PR). Синтез и ЯМР-характеристика». Журнал Американского химического общества . 104 (21): 5820–5821. дои : 10.1021/ja00385a060 . ISSN   0002-7863 .
  9. ^ Перейти обратно: а б Асами, Сюн-суке; Окамото, Масафуми; Сузуки, Кацунори; Ямасита, Макото (04 октября 2016 г.). «Борилзамещенный дифосфен: синтез, структура и реакция с н-бутиллитием с образованием стабилизированного аддукта посредством pπ-pπ-взаимодействия». Ангеванде Хеми . 128 (41): 13019–13023. Бибкод : 2016АнгЧ.12813019А . дои : 10.1002/ange.201607995 . ISSN   1521-3757 .
  10. ^ Лю, Лю Лео; Чжоу, Цзилян; Цао, Леви Л.; Стефан, Дуглас В. (15 ноября 2018 г.). «Легкое расщепление двойной связи P = P в винилзамещенных дифосфенах». Angewandte Chemie, международное издание . 58 (1): 273–277. дои : 10.1002/anie.201812592 . ISSN   1521-3757 . ПМИД   30444313 . S2CID   53564701 .
  11. ^ Матус, Мирна Х.; Нгуен, Минь Тхо; Диксон, Дэвид А. (01 марта 2007 г.). «Теплоты образования дифосфена, фосфинофосфинидена, дифосфина и их метилпроизводных и механизм выделения водорода с участием борана». Журнал физической химии А. 111 (9): 1726–1736. Бибкод : 2007JPCA..111.1726M . дои : 10.1021/jp067892v . ISSN   1089-5639 . ПМИД   17298044 .
  12. ^ Перейти обратно: а б Каминад, Анн-Мари; Верье, Мартина; Адес, Клод; Пайю, Николь; Кениг, Макс (1 января 1984 г.). «Лазерное облучение дифосфена: свидетельства первой цис-транс-изомеризации». Дж. Хим. Соц., хим. Коммун. (13): 875–877. дои : 10.1039/c39840000875 . ISSN   0022-4936 .
  13. ^ Сасамори, Такахиро; Токито, Норихиро (5 марта 2008 г.). «Системы двойной связи между более тяжелыми элементами группы 15». Далтон Транс. (11): 1395–1408. дои : 10.1039/b715033d . ISSN   1477-9234 . ПМИД   18322615 . S2CID   6269387 .
  14. ^ Коупленд, Тиффани; Ши, Майкл П.; Милликен, Мэтт С.; Смит, Ретт К.; Протасевич, Джон Д.; Симпсон, М.Кэтэр (2003). «Профиль комбинационного рассеяния света стерически защищенного дифосфена [ArP = PAr]». Аналитика Химика Акта . 496 (1–2): 155–163. Бибкод : 2003AcAC..496..155C . дои : 10.1016/s0003-2670(03)00996-6 .
  15. ^ Ёсифудзи, Масааки (01 марта 2017 г.). «Стерически защищенные фосфорорганические соединения необычного строения» . Чистая и прикладная химия . 89 (3): 281–286. дои : 10.1515/pac-2016-1029 . ISSN   1365-3075 .
  16. ^ Ёсифудзи, Масааки; Сибаяма, Кацухиро; Инамото, Наоки; Ватанабэ, Токуко (5 апреля 1983 г.). «Восстановление дифосфена: образование dl- и мезо-дифосфанов». Химические письма . 12 (4): 585–588. дои : 10.1246/кл.1983.585 . ISSN   0366-7022 .
  17. ^ Лу, Тунсян; Хао, Цян; Симмонетт, Эндрю К.; Евангелиста, Франческо А.; Ямагучи, Юкио; Фанг, Де-Кай; Шефер, Генри Ф. (14 октября 2010 г.). «Низколежащие триплетные состояния дифосфена и дифосфинилидена». Журнал физической химии А. 114 (40): 10850–10856. Бибкод : 2010JPCA..11410850L . дои : 10.1021/jp105281w . ISSN   1089-5639 . ПМИД   20836526 .
  18. ^ Каминад, AM ; Хатиб, FE; Адес, К.; Верье, М.; Паиллус, Н.; Кениг, М. (14 апреля 1987 г.). «ХимИнформ Реферат: Окисление и изомеризация дифосфена». ХимИнформ . 18 (15): нет. дои : 10.1002/chin.198715272 . ISSN   1522-2667 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Каминад, Анн-Мари ; Куре, Клод; Эскуди, Жан; Кениг, Макс (1 января 1984 г.). «Озонолиз бис[трис(триметилсилил)метил]дифосфена». Журнал Химического общества, Chemical Communications (24): 1622. doi : 10.1039/c39840001622 . ISSN   0022-4936 .
  20. ^ Ёсифудзи, Масааки; Сасаки, Сигэру; Ниицу, Такаши; Инамото, Наоки (1989). «Новый удобный путь от дифосфена к 1,3-дифосфааллену и динамические ЯМР-исследования производного 2,4,6-три-т-бутилфенила». Буквы тетраэдра . 30 (2): 187–188. дои : 10.1016/s0040-4039(00)95155-4 .
  21. ^ Хаякава, Наоки; Цудзимото, Шота; Вакабаяси, Томонари; Цукаса (15 мая 2017 г.) «Расщепление двойной связи P = P, опосредованное N-гетероциклическими карбенами» . Международное издание . 56 (21): 5765–5769. Номер документа : 10.1002/anie.201701201 . ISSN   1521-3773 . PMID   28429503 .
  22. ^ Флинн, Кэти М.; Олмстед, Мэрилин М.; Пауэр, Филип П. (1 апреля 1983 г.). «Простой одноэтапный путь к комплексу переходного металла, содержащему двойную связь фосфор-фосфор. Синтез и рентгеновская кристаллическая структура {транс-бис[бис(триметилсилил)метил]дифосфена}бис[тетракарбонилирона (0)]». Журнал Американского химического общества . 105 (7): 2085–2086. дои : 10.1021/ja00345a080 . ISSN   0002-7863 .
  23. ^ Коули, АХ; Килдафф, Дж. Э.; Лэш, Дж. Г.; Норман, Северная Каролина; Пакульский, М.; Андо, Ф.; Райт, TC (1 декабря 1983 г.). «Реакционная способность дифосфенов и фосфаарсенов по отношению к карбонилам металлов». Журнал Американского химического общества . 105 (26): 7751–7752. дои : 10.1021/ja00364a051 . ISSN   0002-7863 .
  24. ^ Чатт, Джозеф; Хичкок, Петтер Б.; Пидкок, Алан; Уорренс, Кристофер П.; Диксон, Кейт Р. (1 января 1982 г.). «Синтез и 31P-ЯМР-спектроскопия комплексов платины и палладия, содержащих дифенилдифосфен с боковыми связями. Рентгеновский кристалл и молекулярная структура [Pd (PhP = pph) {бис (дифенил-фосфино) этана}]». Дж. Хим. Соц., хим. Коммун. (16): 932–933. дои : 10.1039/c39820000932 . ISSN   0022-4936 .
  25. ^ Ёсифудзи, Масааки; Инамото, Наоки (1983). «Реакция диарилдифосфена с гексакарбонилхромом (0): образование комплексов (арена) трикарбонилхрома (0)». Буквы тетраэдра . 24 (44): 4855–4858. дои : 10.1016/s0040-4039(00)94025-5 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 96329fc0f33561b0aeeb28a4100451b4__1719865860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/96/b4/96329fc0f33561b0aeeb28a4100451b4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Diphosphenes - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)