Borole - Borole

Borole
Skeletal formula of borole
Ball-and-stick model of the borole molecule
Space-filling model of the borole molecule
Jména
Název IUPAC
1H- Borole
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Vlastnosti
C4H5B
Molární hmotnost63.89 g · mol−1
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Boroles představují třídu molekul známou jako metaloly, což jsou heterocyklický 5-členné kruhy. Jako takové je lze zobrazit jako strukturní analogy cyklopentadienu, pyrrol nebo furan s borem nahrazujícím uhlík, dusík a atom kyslíku. Oni jsou izoelektronický s cyklopentadienylovým kationtem C5H5+(Kop+) a obsahuje čtyři π elektrony. Ačkoli Hückelova vláda nelze na borol striktně použít, považuje se to za antiaromatický kvůli 4 π elektronům.[1] Výsledkem je, že boroly vykazují jedinečné elektronické vlastnosti, které se nenacházejí v jiných metalolech.

Mateřská nesubstituovaná sloučenina s chemickou látkou vzorec C4H4B H ještě musí být izolován mimo koordinační sféru přechodných kovů.[2] Substituované deriváty, které byly syntetizovány, mohou mít různé substituenty na 4 atomech uhlíku a boru.[3] Vysoký nedostatek elektronů vede k zajímavým reaktivitám, jako je aktivace vodíku bez vodíku a přesmyky po cykloadici, které nejsou pozorovány u jiných strukturních analogů, jako je pyrrol nebo furan.

Jakmile je borolediidový komplex redukován na dianion, získá aromatičnost a poté se může účastnit podobných reakcí jako Cp− anion, včetně vytváření sendvičových komplexů.

Elektronické vlastnosti

Hückel analýza

Podle Hückelova vláda který uvádí, že cyklická molekula je aromatická, pokud má (4n + 2) π elektrony a antiaromatická, pokud existují 4n elektrony, představují boroly antiaromatické molekuly. Ve shodě s chemickou intuicí ab initio výpočty mateřského borolu C4H4BH předpovídají, že má antiaromatický základní stav singletu.[3] Jeho struktura páteře se vyznačuje silně se měnící délkou vazby, konzistentní s lokalizovanými elektrony v systému π. Tato vlastnost je zachována téměř ve všech strukturně charakterizovaných derivátech borolu, kromě těch, které jsou odvozeny od [PhBC4Ph4].[4] Tato nesrovnalost byla přičítána darování intermolekulárního fenyl → boru π v dimerních podjednotkách.

Kromě toho teoretické studie také naznačují, že borol je významně destabilizován přemístěním svých čtyř elektronů π (NICS 17,2; ASE 19,3 kcal mol−1). Byly provedeny UV-Vis spektroskopie a studie reaktivity k posouzení důsledků antiaromaticity u borolů. Jejich antiaromatický charakter s sebou nese silnou elektrofilitu centra boru, což vede k tomu, že i slabí dárci, jako jsou ethery nebo nitrily, jsou schopni tvořit stabilní Lewisovy acidobazické adukty. Kromě toho se páteř vysoce aktivního uhlí borole snadno účastní Diels – Olše reakce a je náchylný k redukci dvou elektronů poskytující borolediidy.

K porovnání spektroskopických vlastností a pozorované reaktivity borolů proti izoelektronickému cyklopentadienylovému kationu lze použít jednoduchý Hückelův model [C5H5]+. Na rozdíl od [C.5H5]+ který má dvojnásobně zdegenerovaný pár HOMO , zavedení bórového centra pozvedá jejich degeneraci tím, že poněkud zvýší energii antisymetrického (as) molekulárního orbitálu a významně symetrického (ých) molekulárního orbitálu. Výsledkem je, že HOMO v borolech je dvojnásobně obsazený a není pozorován žádný biradikální charakter, v souladu s singletovým základním stavem a diamagnetickým charakterem borolů. Kromě toho vykazují borole malé HOMO – LUMO mezera (v zásadě sestávající z přechodu π – π *) a elektronická absorpce borolů s nejnižší energií je značně červená posunula ve UV-Vis spektrech (např. [PhBC4Ph4]: λmax = 560 nm). Borole tedy vykazují charakteristickou modrou barvu.

Qualitative comparison of molecular orbitals. Left: Cyclopentadienyl cation. Right: Borole
Kvalitativní srovnání molekulárních orbitalů. Vlevo: cyklopentadienylový kation. Vpravo: Borole. Zelené elektrony představují elektronický stav po koordinaci s Lewisovou bází

Naproti tomu zavedení dvou elektronů do prázdného LUMO buď redukcí nebo tvorbou aduktu s Lewisovými bázemi významně zvyšuje mezeru HOMO – LUMO. V důsledku toho dramatický modrý posun je pozorováno buzení s nejnižší energií (např. [PhBC4Ph4] · Pyridin: λmax = 340 nm) a výsledné druhy mají obvykle žlutou až červenou barvu. Vlevo je uveden kvalitativní výkres. Malá mezera HOMO-LUMO také dělá borolům vynikající účastníky reakcí typu Diels – Alder buď sami se sebou, nebo s různými alkeny a alkyny.

Přírodní lepicí orbitály

Natural Bond Orbital (NBO) analýza C4H4B H bylo provedeno za účelem pochopení vazby borolu na známém Lewisově obrázku.[5] Podle výpočtových výsledků je obsazenost dvou C-C bit orbitalů asi 1,9, s malým množstvím elektronového náboje (obsazení 0,13) delokalizovaným na orbitálu boru mimo rovinu, jak je znázorněno níže. Standardní Lewisova struktura borolu zachycuje více než 50% celkové elektronické struktury podle analýzy teorie přírodní rezonance. Jelikož delokalizaci 4π elektronů brání antiaromaticita, nenasycený atom boru má nízkou obsazenost svého prázdného pz orbitální a je vysoce Lewisova kyselá. Spolu s nízkoenergetickým LUMO vykazují boroly inherentní sklon k tvorbě Lewisových acidobazických aduktů i se substráty s nízkou silou donoru.

Přírodní lepicí orbitaly borolu. Struktura optimalizovaná pomocí sady základů ORCA BP86-D3BJ a def2-TZVPP.[6] Vypočítané obsazení obitálu, které se pohybují zleva doprava, je 0,13, 1,9 a 1,9.
HOMO and LUMO of Borole
Hraniční molekulární orbitaly borolu optimalizované pomocí sady základů ORCA BP86-D3BJ a def2-TZVPP.[6] Nahoře: HOMO Dolní: LUMO
Bond lengths in Borole
Délky dluhopisů v Borole optimalizované na úrovni CCSD (T) / 6-311G (2df, p).[5] Délky dluhopisů jsou v Å.

Jelikož je orbitál boru prakticky prázdný a nevázaný (jak naznačuje jeho energetická hladina NBO), považuje se borol za dobrý Lewisova kyselina nebo akceptor elektronů. Obrázek vpravo ukazuje nedostatečné zapojení orbitálu boru v HOMO a podstatný Lewisův kyselý charakter u boru v LUMO. Chemicky je borol reaktivní a nestabilní za podmínek okolí. Analog pentafenylborolu je vysoce reaktivní zelená pevná látka; snadno podléhá oxidaci, částečné protolýze a Diels - Olše reakce s dienofily. Borole, i když je v perarylované formě, je stále velmi labilní. Vzhledem k jeho reaktivní povaze nejsou známy strukturní parametry a termochemické údaje borolu.

V optimalizované struktuře borolu zobrazené vlevo je B1C, 1C2C a 2C2Délky vazby C jsou přibližně 1,58, 1,338 a 1,518 A, jak je znázorněno vlevo. Delší 2C2C vazba v C4H4BH souhlasí s analýzou NBO, že delokalizace π-elektronů se omezuje hlavně na methinové uhlíky, což podporuje antiaromatickou povahu neutrálního borolu.

Borole Dianion (Borolediides)

Protože bór má prázdný orbitál, mají boroly tendenci přijímat 2 elektrony, aby měly 6 π elektronů a získaly aromatičnost. Tuto redukci borolediidů prokázal na začátku 80. let Herberich et al. s izolací K.2[PhBC4Ph4].[7] Jelikož se atomové orbitaly boru liší z hlediska energie od uhlíku, ne všechny atomy přispívají rovnoměrně do systému π v borole dianionu. Výpočet teorie přirozené rezonance (NRT)[6] ukazuje, že existují 3 dominantní rezonance struktury pro izolované [C.4BH5]2− dianion, jak je znázorněno níže.

Rezonance se tvoří v borole dianionu. Příspěvky do celkové struktury činí 30,30%, 30,71% a 13,04%, přičemž jde zleva doprava, jak bylo stanoveno pomocí NRT. Analýzy byly prováděny pomocí NBO7 na [C.4BH5] 2- struktura optimalizovaná pomocí základního souboru BP86-D3BJ a def2- TZVPP.

Vzhledem k tomu, že borolové dianionty jsou izoelektronické vůči všudypřítomnému cyklopentadienylovému aniontu, měla by aromatická delokalizace 6π elektronů způsobit asimilaci délek vazeb v BC4 páteř. To je přesně to, co bylo nalezeno pro několik charakterizovaných struktur, konkrétně K.2[PhBC4Ph4], K.2[(4-Me3Si-C6H4)PŘED NAŠÍM LETOPOČTEM4Ph4] a K.2[ClBC4Ph4]. Pozorované vazby B – C jsou tedy poměrně krátké (1,505–1,543 Å) a všechny délky vazeb C – C leží v úzkém poli (1,409–1,456 Å).[8][9][7]

Syntéza

Prvním izolovaným derivátem borolu byl pentafenylborol [PhBC4Ph4], syntetizoval Eisch et al. v roce 1969 jako tmavě modrá pevná látka.[10] Na níže uvedeném obrázku je uvedena praktická syntéza [PhBC4Ph4] (1) bylo původně provedeno dvěma různými způsoby:[10][7][11] a) přímou reakcí 1,4-dilithio-l, 2,3,4-tetrafenylbutadienu s PhBBr2 který dává adukt pentafenylborolu na bázi Lewisovy báze (1· OEt2) v diethyletheru a následné odstranění rozpouštědla. b) Výměnou boru a cínu mezi 2,3,4,5-tetrafenylemstannole deriváty s PhBCl2.[12] Eisch et al. prokázali, že druhou metodu lze rozšířit na další deriváty borolu, i když tyto druhy byly pouze generovány in situ.

Syntéza substituovaných borolů. Reakční podmínky: (i) R2„SnCl2, THF / Et2Ó; ii) PhBCl2, PhMe; (iii) PhBBr2, Et2Ó; (iv) -Et2Ó

Vzhledem k nevýhodám každé metody je současná metoda výměny boru a cínu a je široce přijímána pro syntézu mnoha různě substituovaných derivátů borolu. Druhý přístup zatím nemusí hrát významnou roli v dalším vývoji chemie borolu.
Kromě rozvoje syntetické cesty k perfluorovaný verze (1),[13] substituenty na BC4 páteř je do značné míry stále omezena na fenylové substituenty. Substituenty vedle H však byly připojeny k atomu boru, jako jsou halogenidové, arylové a amino funkční skupiny. Byly také úspěšně připojeny fragmenty komplexu ferrocenyl, cymantrenyl a platina.

V závislosti na substituentu vázaném na bór může být měněna hustota elektronů na boru. Substituenty tedy mohou silně ovlivňovat spektroskopické vlastnosti celého borolového systému. Například významné π-zadní lepení interakce z dusíku v [(Me3Si)2NBC4Ph4][14] zvyšuje energii LUMO borolu a výsledný modrý posun nejnižší absorpce energie ve spektrech UV-Vis (λmax = 478 nm) ve srovnání s [PhBC4Ph4] (λmax = 560 nm).

Za účelem syntézy méně stéricky přetížených borolů byla Fagan et al. Přijata strategie přenosu zirkonocyklu.[15][16] Reakce [Cp2ZrC4Mě4] s PhBCl2 se očekávalo, že povede k tvorbě [PhBC4Mě4]. Produkt byl však příliš reaktivní a byl izolován pouze jeho dimer Diels – Alder. Důkazy pro meziprodukt [PhBC4Mě4] před dimerizací byla ukázána pomocí zachycovacích experimentů s 2-butinem a studií reaktivity s použitím různých neaktivních alkenů.

V roce 2018 Lee a kol. úspěšně transformoval borapyramidan na stabilní halogenem substituovaný planární borole dianion, který byl stabilizován Li+ ionty umístěné nad a pod rovinou borolového kruhu,[17] odhaluje přímou syntetickou cestu k borolediidům z borapyramidanu.[18]

Reakce

Je známo, že pentafenylborol vykazuje širokou škálu reaktivity díky své antiaromatické a vysoce Lewisově kyselé povaze.

Lewisovy acidobazické adukty

Borole Adduct formation.png

Jak již bylo naznačeno dříve, vysoká Lewisova kyselost borolů umožňuje snadnou tvorbu Lewisových acidobazických aduktů s řadou různých donorových molekul. Tento nejjednodušší případ reaktivity byl již realizován v počátcích a často se používal ke zdůraznění antiaromatické povahy borolů.[10][19][20] Pyridiny, ethery, fosfiny a různé druhy karbenu byly úspěšně připojeny k nenasycenému centru boru.[21][22][23]

Obecně jsou takové reakce snadné a probíhají kvantitativně, což usnadňuje jejich izolaci ve vysokém výtěžku. Po koordinaci Lewisovy báze je bývalý prázdný orbitál na boru obsazen a cyklická delokalizace elektronového systému π již není možná, což odpovídá ztrátě antiaromaticity. Silné střídání délky vazby v BC4 páteř je stále pozorována a zůstává těmito základními elektronickými změnami téměř nedotčena. Naproti tomu jsou spektroskopická měření mnohem citlivější na tvorbu aduktů. Na rozdíl od příslušných borolových prekurzorů, které jsou intenzivně zbarveny, jsou adukty světle žluté pevné látky s charakteristickými excitacemi UV-Vis při λmax = 350–380 nm, což souhlasí se zvýšením mezery HOMO-LUMO.

Adiční reakce s nenasycenými sloučeninami uhlíku

V důsledku toho, že mají boroly pouze 4 elektrony v rovinném systému π, dochází k velkému destabilizačnímu účinku a vykazuje tedy vysokou reaktivitu, například při dimerizaci[24] a cykloadice.[25] Proto lze stabilních borolových derivátů dosáhnout pouze použitím objemných substituentů kolem reaktivního BC4 jádro.

Reakční podmínky: (i) (C.6F5) CC (C.6F5), toluen, 110 ° C, 7 d; (ii) EtCCEt, CH2Cl2, RT; (iii) PhCCPh, CH2Cl2, RT.

Malý rozdíl mezi boroly HOMO-LUMO je činí mimořádně vhodnými jako účastníci Diels – Alder. Reakce [PhBC4Ph4] (1) s difenylacetylenem za vzniku aromatického heptafenylborepinu uvádí Eisch et al. v „paradigmatu pericyklických reakcí“.[26] Nedávno Piers vzbudil zájem o tuto reakční cestu et al., kteří studovali reaktivitu perfluorovaných [PhBC4Ph4] (2 na obrázku výše) směrem k alkynům velmi podrobně.[27] Obzvláště důležitá byla otázka, zda zvýšená Lewisova kyselost 2 ve srovnání 1 ovlivňuje jeho reaktivitu a zda to má za následek nové vzorce reaktivity. V této studii 2 reagoval se třemi odlišně substituovanými alkyny, které se velmi lišily svými elektronickými vlastnostmi, konkrétně (C6F5) CC (C.6F5), (C.6H5) CC (C.6H5) a Et – CC – Et.

Reakce s elektronem chudým alkynem (C.6F5) CC (C.6F5) vyžadovalo poměrně drsné reakční podmínky (110 ° C, 7 dní) a jediným pozorovatelným druhem byl očekávaný produkt Diels – Alder (3), jehož tvorba pravděpodobně sleduje podobný mechanismus, jaký byl navržen pro 5. Stejná cesta byla nalezena pro elektronově bohatší Et – CC – Et (3-hexyn). Mírné reakční podmínky (spontánní při teplotě místnosti) však umožnily izolaci přímého produktu Diels – Alder cykloadice 1,2-Et2-4, který je považován za termodynamicky výhodný izomer dvou možných 7-borabicyklo [2.2.1] hepta-dienů. Prodloužené zahřívání řešení 4 vedlo k tvorbě různých produktů, z nichž některé byly identifikovány jako borepinové izomery Et2-5 na základě 11B NMR data. To poskytuje poprvé přesvědčivé experimentální důkazy pro navrhovaný mechanismus tvorby borepinu z borolů a alkynů.

Nicméně reakce 2 s difenylacetylenem poskytly neočekávané výsledky. Podobně jako pozorování popsaná pro 3-hexyn, elektronově bohatý PhCCPh usnadňoval spontánní reakci. Překvapivě jde o difenylem substituované izomery heptaarylborepinu 6 tvořená běžnou reaktivitou Diels – Alder představovala pouze malé složky produktové směsi (25%). Silná Lewisova kyselost 12 odhalila novou reakční cestu, při které se alkyn nejprve nukleofilně přidává k borolu, následuje následná migrace arylu a expanze kruhu za vzniku boracyklohexadienu 7 jako převládající druh (75%).

Obě reakční cesty si pravděpodobně navzájem konkurují a ve výsledku povaha alkinu (nukleofilita Substituční vzor) silně určuje, která reaktivita je upřednostňována.

Expanze prstenu

Reaction scheme borole ring expansion.png

Vysoce reaktivní povaha borolů také vede k jejich účasti rozšíření kruhu[28] reakce při reakci s azidy.[29] Při reakci 1- (2,3,4,5-tetrafenylborolyl) ferrocenu[4] s 4 ‐ azido‐N,N‐Dimethylanilin k vytvoření nového druhu (8 na obrázku výše). Cyklická voltametrie studie ukázaly, že 1,2,3-diazaborinin vykazuje podobné elektronické účinky jako pyridin, který tvoří (8) slabě stahující elektrony. Analýzy hraniční molekulární orbitaly použitím DFT ukazuje, že HOMO obsahuje hlavně železo dx2-y2 orbitál, zatímco LUMO spočívá převážně na pyramidovém kruhu BN jako antibondingový π * orbitál. Tak jako (8) obsahuje dva páry nukleofilních dusíků, byly provedeny výpočty NBO k vyhodnocení nábojů v dusíku a určení, které by mohly být reaktivnější. Výsledky ukazují, že částečné náboje atomů dusíku pyridinu a dimethylaminoskupiny jsou -0 232, respektive -0,446, což naznačuje větší akumulaci elektronové hustoty na druhé skupině, což by ji mělo učinit reaktivnějším nukleofilem.

HOMO a LUMO z 8. Vlevo: LUMO Vpravo: HOMO. Struktury optimalizované na úrovni B3LYP a základny 6-31G (d).[29]

Bez kovů H2-aktivace

Borole H2 activate.png

Vzhledem k mnoha studiím o frustrované Lewisovy páry (FLP) které je směřují k aktivátorům s malými molekulami s vysokým potenciálem, se Piers a spolupracovníci rozhodli prozkoumat, zda silná elektrofilita antiaromatických borolů může mít srovnatelnou reaktivitu.

V seminární práci publikované v roce 2010 úspěšně prokázali bezkovovou aktivaci dihydrogenu [PhBC4Ph4] a jeho perfluorovaný analog.[30] Jejich studie se původně zaměřovaly na perfluorované [PhBC4Ph4] díky své výjimečně vysoké síle Lewisovy kyseliny, která snadno reagovala s H2 jak v roztoku, tak v pevném stavu za vzniku dvou možných izomerů, jak je uvedeno výše. Výpočty DFT ukazují, že trans produkt je termodynamicky zvýhodněn o 6,2 kcal mol−1, ale za tepelných podmínek nebyla pozorována žádná interkonverze mezi izomery. Věrohodný reakční mechanismus zahrnující borol H2 adukt byl navržen na základě pozorovaných poměrů izomerů a teoretických studií. Autoři navrhli, že hnací síla je s největší pravděpodobností zajištěna narušením antiaromaticity v borolovém kruhu otevřením kruhu. Dokonce i méně Lewisův kyselý borol 1 Bylo prokázáno, že je schopné snadného štěpení vazby H – H za vzniku podobných reakčních produktů (trans / cis: 1: 4,3). Pravděpodobně jedinečná kombinace antiaromaticity a vysoké Lewisovy kyselosti umožňuje aktivaci H bez obsahu kovů2 od borolů.

Sendvičové komplexy

Jelikož boran dianion je izoelektronický vůči anionu cyklopentadienidu, vykazuje také schopnost ferrocen -jako sendvičové směsi[31] prostřednictvím η5 koordinace.

Bylo experimentálně prokázáno, že boroly tvoří stabilní komplexy dalších prvků skupiny 13, jako je hliník a galium.[6] Oba byly syntetizovány z neutrálně substituovaného borolu a odpovídajícího kovu (I) -CP * komplex v benzenu, jak je shrnuto níže.

Syntéza sendvičových komplexů Al a Ga.

V komplexu hliníku je Al (III) iont vložen mezi Cp *− a substituovaný borolediidový dianion, který dává celkově neutrální strukturu. Sindlinger[6] uvádí, že zkoumání orbitalů komplexu jednodušších hypotetických modelů (C4BH5) Al (C.5H5) odhalil podobné vlastnosti jako plně substituovaná sloučenina. Úspěšný přenos dvou elektronů na borolový kruh je zřejmý z toho, že HOMO na bázi borolu je v podstatě totožná s LUMO ve volném borolu. Oxidace Al je dále v souladu s Baderovými náboji +2,29 při Al a -0,78 na borole (C4B) jednotka. Tento náboj však spočívá na páteři butadienu, na rozdíl od boru (C.β -0,24; Cα -0,99; B +1,68). Naproti tomu náboj nahromaděný na centrální (C.5) -Cp * část ve výši -1,17 je rovnoměrně rozdělena mezi pět atomů uhlíku. Topologická analýza byla provedena pomocí QTAIM, který neodhalil žádný kritický bod vazby mezi Al a B. V souladu se silnou lokalizací hustoty elektronů na Cα, kritické body vazby se nacházejí pouze pro mezi Al a Cα (index přemístění, DI = 0,25), ale ne mezi Al a C.β (DI = 0,11), jak je uvedeno níže.

Analýza kritického bodu vazby na (C4BH5) Al (C.5H5). Pamatujte, že kritické body vazby jsou reprezentovány oranžovými tečkami. Cα a C.β jsou očíslovány (3, 12) a (18, 20). Vlevo: Pohled zezadu. Vpravo: Boční pohled. Molekuly byly optimalizovány pomocí funkčních sad BP86 a základních sad def2-TZVPP a analýz provedených pomocí multiwfn.

Naproti tomu analog gália tvoří adukt na Lewisově bázi s dativní vazbou Ga-B, spíše než neutrální heteroleptický případ hliníku, což naznačuje, že Ga si stále zachovává oxidační stav +1.[6]

Modelový komplex používaný pro kvantově chemické výpočty

Kromě toho syntetický důkaz neutrálního η5- Byl popsán komplex aminoborolu germania (II) s polovičním sendvičem[32] jak je znázorněno vpravo. Tholen a kol. provedl výpočty DFT na úrovni teorie M06-2X / Def2 ‐ TZVP a určil, že modelový komplex se těsně shoduje s experimentálními daty stanovenými experimentálně pomocí rentgenové difrakce (XRD) s maximální odchylkou 1,6% v atomových vzdálenostech a úhlech . Pomocí modelové sloučeniny byly vypočítány její hraniční orbitaly a odhalily kovalentní vazebné interakce mezi apikálním atomem germania a borolovou bází. Jak je znázorněno na obrázku vpravo, HOMO se nachází hlavně na atomu dusíku, zatímco HOMO ‐ 1 a HOMO ‐ 2 jsou vazebné kombinace gemania 4pX a 4py orbitaly s π orbitaly borolového kruhu. HOMO ‐ 3 je antibondingová kombinace hlavně germania 4s a 4pz orbitaly a nejnižší π orbitál borolového kruhu.

Izosurfy komplexu germania a borolu při 0,05. Nahoře zleva doprava: HOMO-3, HOMO-2, HOMO-1. Zleva doprava: HOMO, LUMO LUMO + 1

Provedení analýzy přirozené vazby (NBO) na modelu poukázalo na významné orbitální interakce mezi apikálním atomem germania a borolovou bází, což se odráží v indexech vazby Wiberg (WBI) mezi atomy uhlíku v kruhu a atomy boru a atomem apikálního germania (mezi 0,31–0,42 ). Pro srovnání jsou tyto hodnoty velmi podobné hodnotám kationového komplexu germania (II) Cp * (WBI (GeC) = 0,29) a významně větší než hodnoty mezi ionty lithia a atomy kruhu borolového kruhu v inverzním sendvičovém komplexu Li2[H2NBC4H4]. V druhém komplexu převládají iontové interakce (WBI (LiC) = WBI (LiB) = 0,02). Zatímco vypočtená distribuce náboje pro Li2[H2NBC4H4] má na aminoborolové jednotce očekávaný vysoce záporný náboj (-1,90 a.u.), stejná jednotka má mnohem méně záporný náboj v komplexu aminoborolu a germania (−0,83 a.u.). Zvýšený přenos náboje z aminoborolové jednotky na atom germania se také odráží ve stejnoměrně menších indexech WBI mezi atomy kruhu ve srovnání s indexy v Li2[H2NBC4H4]. V souladu s výsledky analýzy NBO kvantová teorie atomů v molekulách Analýza (QTAIM) předpověděla pro modelovou sloučeninu molekulární topologii podobnou kleci s vazebnými cestami mezi všemi atomy uhlíku v kruhu a atomem germania, jak je uvedeno níže.

Topologická analýza modelového germánského polo sendvičového komplexu. Dluhopis CP (3, -1): Oranžový. Prsten CP (3, +1): Žlutá. Klece CP (3, +3): Zelená. Vlevo: Boční pohled. Vpravo: Pohled shora.

Další teoretické studie byly rovněž provedeny na úrovni teorie M06-2X / Def2-TZVP za účelem zkoumání stability polo sendvičových komplexů mezi C4H4BNH2 s dalšími prvky skupiny 14 (C, Si, Sn, Pb),[17] kde se borolový kruh váže na dvojmocný kation kovu v η5 režimu. Byla provedena analýza AIM a laplacian pro C je <0, zatímco ostatní prvky ve skupině 14 měly hodnoty> 0. První označuje značnou míru kovalence, zatímco druhá potvrzuje přítomnost polární kovalentní interakce.

Viz také

Papapishu-Lab-icon-6.svg Chemický portál

Reference

  1. ^ Alan R. Katritzky, vyd. (1993), Pokroky v heterocyklické chemii, 56, Academic Press, s. 375, ISBN  978-0-12-020756-5, vyvoláno 2010-03-13
  2. ^ Herberich, Gerhard E .; Englert, Ulli; Hostálek, Martin; Laven, Ralf (1991). „Derivate des Borols, XVI Bis (borol) nickel-Komplexe2)“. Chemische Berichte. 124 (1): 17–23. doi:10.1002 / cber.19911240104. ISSN  1099-0682.
  3. ^ A b Braunschweig, Holger; Kupfer, Thomas (2011-09-27). "Nedávný vývoj v chemii antiaromatických borolů". Chemická komunikace. 47 (39): 10903–10914. doi:10.1039 / C1CC13071D. ISSN  1364-548X. PMID  21735004.
  4. ^ A b Braunschweig, Holger; Fernández, Izrael; Frenking, Gernot; Kupfer, Thomas (2008). "Strukturální důkazy pro antiaromaticitu ve volných borolech". Angewandte Chemie International Edition. 47 (10): 1951–1954. doi:10.1002 / anie.200704771. ISSN  1521-3773. PMID  18228230.
  5. ^ A b Lo, Po-Kam; Lau, Kai-Chung (10.02.2011). „Předpovědi ab inicializace na vysoké úrovni pro ionizační energie a ohřev formování molekul pětičlenných kruhů: thiofen, furan, pyrrol, 1,3-cyklopentadien a borol, C4H4X / C4H4X + (X = S, O, NH, CH2 a BH) ". The Journal of Physical Chemistry A. 115 (5): 932–939. Bibcode:2011JPCA..115..932L. doi:10.1021 / jp110499c. ISSN  1089-5639. PMID  21210670.
  6. ^ A b C d E F Sindlinger, Christian P .; Ruth, Paul Niklas (2019). "Neutrální" aluminocenový "sendvičový komplex: η1- versus η5-koordinační režimy pentaarylborolu s ECp * (E = Al, Ga; Cp * = C5Me5)". Angewandte Chemie International Edition. 58 (42): 15051–15056. doi:10,1002 / anie.201907749. ISSN  1521-3773. PMC  6856865. PMID  31390132.
  7. ^ A b C Herberich, G. E .; Buller, B .; Hessner, B .; Oschmann, W. (1980-08-26). "Derivát des borolů: II. Pentaphenylborol: Synthese, redukce zum dianion und komplexe von kobalt und platin". Journal of Organometallic Chemistry. 195 (3): 253–259. doi:10.1016 / S0022-328X (00) 93308-4. ISSN  0022-328X.
  8. ^ Cheuk-Wai; Watanabe, Daisuke; Wakamiya, Atsushi; Yamaguchi, Shigehiro (01.07.2008). "Syntéza a strukturní charakterizace pentaarylborolů a jejich dianionů". Organometallics. 27 (14): 3496–3501. doi:10.1021 / om8002812. ISSN  0276-7333.
  9. ^ Braunschweig, Holger; Chiu, Ching-Wen; Wahler, Johannes; Radacki, Krzysztof; Kupfer, Thomas (2010). "Chemická redukce a dimerizace 1-chlor-2,3,4,5-tetrafenylborolu". Chemistry - A European Journal. 16 (40): 12229–12233. doi:10.1002 / chem.201001556. ISSN  1521-3765. PMID  20839188.
  10. ^ A b C Eisch, John J .; Hota, Nalini K .; Kozima, Sinpei (01.07.1969). "Syntéza pentafenylborolu, potenciálně antiaromatického systému". Journal of the American Chemical Society. 91 (16): 4575–4577. doi:10.1021 / ja01044a059. ISSN  0002-7863.
  11. ^ Eisch, John J .; Galle, James E .; Kozima, Sinpei. (1986-02-01). "Bora-aromatické systémy. Část 8. Fyzikální a chemické důsledky cyklické konjugace v boracyklopolyenech. Antiaromatický charakter pentaarylborolů". Journal of the American Chemical Society. 108 (3): 379–385. doi:10.1021 / ja00263a006. ISSN  0002-7863. PMID  22175451.
  12. ^ Francis Gordon Albert Stone, Robert West, ed. (1996), Pokroky v heterocyklické chemii, 39, Academic Press, s. 380, ISBN  978-0-12-031139-2, vyvoláno 2010-03-13
  13. ^ Fan, Cheng; Piers, Warren E .; Parvez, Masood (2009). "Perfluoropentafenylborol". Angewandte Chemie International Edition. 48 (16): 2955–2958. doi:10.1002 / anie.200805865. ISSN  1521-3773. PMID  19145617.
  14. ^ Braunschweig, Holger; Kupfer, Thomas (18. 9. 2008). "Přímá funkcionalizace ve středu boru antiaromatického chlorborolu". Chemická komunikace (37): 4487–4489. doi:10.1039 / B808483A. ISSN  1364-548X. PMID  18802599.
  15. ^ Fagan, Paul J .; Burns, Elizabeth G .; Calabrese, Joseph C. (1988-04-27). „Syntéza borolů a jejich použití při nízkoteplotních Diels-Alderových reakcích s neaktivovanými alkeny“. Journal of the American Chemical Society. 110 (9): 2979–2981. doi:10.1021 / ja00217a053. ISSN  0002-7863.
  16. ^ Fagan, Paul J .; Nugent, William A .; Calabrese, Joseph C. (03.03.1994). „Přenos metallacyklu ze zirkonia na prvky hlavní skupiny: univerzální syntéza heterocyklů“. Journal of the American Chemical Society. 116 (5): 1880–1889. doi:10.1021 / ja00084a031. ISSN  0002-7863.
  17. ^ A b Rohman, Shahnaz S .; Kashyap, Chayanika; Ullah, Sabnam S .; Guha, Ankur K. (2019-09-15). "Životaschopnost polo sendvičových komplexů borolu s ionty skupiny 14 (II): Struktura, stabilita a reaktivita". Mnohostěn. 170: 1–6. doi:10.1016 / j.poly.2019.05.023. ISSN  0277-5387.
  18. ^ Lee, Vladimir Ya .; Sugasawa, Haruka; Gapurenko, Olga A .; Minyaev, Ruslan M .; Minkin, Vladimir I .; Gornitzka, Heinz; Sekiguchi, Akira (2018-05-16). „Od Borapyramidanu po Borole Dianion“. Journal of the American Chemical Society. 140 (19): 6053–6056. doi:10.1021 / jacs.8b03473. ISSN  0002-7863. PMID  29669416.
  19. ^ Herberich, Gerhard E .; Hostálek, Martin; Laven, Ralf; Boese, Roland (1990). „Borole dianionty: Metalizace 1- (dialkylamino) -2,5-dihydro-lH-borolů a struktura Li2 (C4 H4 BNEt2) · TMEDA“. Angewandte Chemie International Edition v angličtině. 29 (3): 317–318. doi:10.1002 / anie.199003171. ISSN  1521-3773.
  20. ^ Herberich, Gerhard E .; Negele, Michael; Ohst, Holger (1991). "Derivate des Borols, XVII η5- [1- (Diisopropylamino) borol] metall-Komplexe: Synthesen, Protonierung, interne Rotation". Chemische Berichte. 124 (1): 25–29. doi:10.1002 / cber.19911240105. ISSN  1099-0682.
  21. ^ Braunschweig, Holger; Chiu, Ching-Wen; Radacki, Krzysztof; Brenner, Peter (2010-01-25). "Platiny substituované boroly". Chemická komunikace. 46 (6): 916–918. doi:10.1039 / B923652J. ISSN  1364-548X. PMID  20107649.
  22. ^ Braunschweig, Holger; Damme, Alexander; Gamon, Daniela; Kupfer, Thomas; Radacki, Krzysztof (16. 05. 2011). "Synthesis and Coordination Chemistry of 1-Cymantrenyl-2,3,4,5-tetraphenylborole". Anorganická chemie. 50 (10): 4250–4252. doi:10.1021 / ic200559d. ISSN  0020-1669. PMID  21506525.
  23. ^ Ansorg, Kay; Braunschweig, Holger; Chiu, Ching-Wen; Engels, Bernd; Gamon, Daniela; Hügel, Markus; Kupfer, Thomas; Radacki, Krzysztof (2011). „Adukt pentafenylborol – 2,6-lutidinu: systém s neobvyklými termochromními a fotochromními vlastnostmi“. Angewandte Chemie International Edition. 50 (12): 2833–2836. doi:10,1002 / anie.201006234. ISSN  1521-3773. PMID  21387499.
  24. ^ Wang, Zheng; Zhou, Yu; Lee, Ka-Ho; Lam, Wai Han; Dewhurst, Rian D .; Braunschweig, Holger; Marder, Todd B .; Lin, Zhenyang (2017). "DFT Studie dimerizačních reakcí borolů". Chemistry - A European Journal. 23 (48): 11587–11597. doi:10.1002 / chem.201701737. ISSN  1521-3765. PMID  28627022.
  25. ^ Baker, J. J .; Al Furaiji, Khadilah H. M .; Liyanage, O. Tara; Wilson, David J. D .; Dutton, Jason L .; Martin, Caleb D. (2019). "Různorodá reaktivita dienů s pentafenylborolem a dimerem 1-fenyl-2,3,4,5-tetramethylborolu". Chemistry - A European Journal. 25 (6): 1581–1587. doi:10.1002 / chem.201805151. ISSN  1521-3765. PMID  30457687.
  26. ^ Eisch, John J .; Galle, James E .; Shafii, Babak; Rheingold, Arnold L. (01.08.1990). "Bora-aromatické systémy. 12. Tepelná generace a transformace borepinového kruhového systému: paradigma pericyklických procesů". Organometallics. 9 (8): 2342–2349. doi:10.1021 / om00158a035. ISSN  0276-7333.
  27. ^ Fan, Cheng; Piers, Warren E .; Parvez, Masood; McDonald, Robert (08.11.2010). "Divergentní reaktivita perfluoropentafenylborolu s alkyny". Organometallics. 29 (21): 5132–5139. doi:10.1021 / om100334r. ISSN  0276-7333.
  28. ^ Su, Xiaojun; Baker, J. J .; Martin, Caleb D. (2020). „Dimerické boroly: účinné zdroje monomerních borolů pro syntézu heterocyklů“. Chemická věda. 11: 126–131. doi:10.1039 / C9SC04053F. ISSN  2041-6539. PMID  32110363.
  29. ^ A b Lindl, Felix; Lin, Shujuan; Krummenacher, Ivo; Lenczyk, Carsten; Stoy, Andreas; Müller, Marcel; Lin, Zhenyang; Braunschweig, Holger (2019). „1,2,3-Diazaborinin: BN analog pyridinu získaného kruhovou expanzí borolu organickým azidem“. Angewandte Chemie International Edition. 58 (1): 338–342. doi:10.1002 / anie.201811601. ISSN  1521-3773. PMID  30394650.
  30. ^ Fan, Cheng; Mercier, Lauren G .; Piers, Warren E .; Tuononen, Heikki M .; Parvez, Masood (2010-07-21). "Aktivace dihydrogenu antiaromatickými pentaarylboroly". Journal of the American Chemical Society. 132 (28): 9604–9606. doi:10.1021 / ja105075h. ISSN  0002-7863. PMID  20583845.
  31. ^ Alan R. Katritzky, vyd. (2001), Pokroky v heterocyklické chemii, 79, Academic Press, s. 169–170, ISBN  978-0-12-020779-4, vyvoláno 2010-03-13
  32. ^ Tholen, Patrik; Dong, Zhaowen; Schmidtmann, Marc; Albers, Lena; Müller, Thomas (2018). „Neutrální komplex η5-aminoborolu germania (II)“. Angewandte Chemie International Edition. 57 (40): 13319–13324. doi:10,1002 / anie.201808271. ISSN  1521-3773. PMID  30070743.