Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Фосфалькин (ХИУАК атауы: алкилидинефосфан) – жалпы формуласы R C≡P болатын, фосфор мен көміртек арасында үш байланыс бар органофосфорлық қосылыс. Фосфалькиндер нитрилдердің ауыр аналогтары болып табылады, бірақ фосфор мен көміртек ұқсас электронегативтілікке ие болғандықтан, алкиндерге тән реакциялық қасиеттерге ұқсайды. Жоғары реактивтілігіне байланысты фосфалькиндер Жер бетінде табиғатта кездеспейді, бірақ ең қарапайым фосфалькин – фосфаэтин (H C≡P) жұлдызаралық кеңістікте байқалған.
In chemistry, a phosphaalkyne (IUPAC name: alkylidynephosphane) is an organophosphorus compound containing a triple bond between phosphorus and carbon with the general formula R C≡P. Phosphaalkynes are the heavier congeners of nitriles, though, due to the similar electronegativities of phosphorus and carbon, possess reactivity patterns reminiscent of alkynes. Due to their high reactivity, phosphaalkynes are not found naturally on earth, but the simplest phosphaalkyne, phosphaethyne (H C≡P) has been observed in the interstellar medium.
Фосфин газынан
Фосфалкин дайындаудың алғашқы әрекеті 1961 жылы Турман Гиер екі көміртек электроды арасындағы электр доғасы арқылы төмен қысымда фосфин газын өткізу арқылы фосфаэтин жасағанда жүзеге асты. Газ тәрізді өнімдерді –196 °C (–321 °F) температурадағы тұзаққа конденсациялау нәтижесінде ацетилен, этилен және фосфаэтин пайда болды, олар инфрақызыл спектроскопиясы арқылы анықталды.
The first of preparation of a phosphaalkyne was achieved in 1961 when Thurman Gier produced phosphaethyne by passing phosphine gas at low pressure over an electric arc produced between two carbon electrodes. Condensation of the gaseous products in a –196 °C (–321 °F) trap revealed that the reaction had produced acetylene, ethylene, phosphaethyne, which was identified by infrared spectroscopy.
Сутек галоидтарын жою
Фосфаэтинді алғашқы синтезден кейін, дәл сол қосылысты метилдихлорфосфин (CH3PCl2) жылдам піролизі арқылы тиімдірек дайындауға болатыны анықталды, нәтижесінде екі эквивалент хлорсутегі шығарылады. Бұл әдіс көптеген алмастырылған фосфалкиндерді, оның ішінде метил, винил, хлорид туындыларын синтездеу үшін қолданылды. Фторметилидинфосфанды (F C≡P) трифторметилфосфин (CF3PH2) калий гидроксидінің қатысуымен дегидрофторлау арқылы дайындауға болады. Бұл реакциялар әдетте RClC=PH жалпы құрылымды аралық фосфаэтилен арқылы жүреді деп есептеледі. Бұл гипотеза F C≡P синтезі кезінде 31P ЯМР спектроскопиясы арқылы F2C=PH байқалғанда эксперименттік растама алды.
Following the initial synthesis of phosphaethyne, it was realized that the same compound can be prepared more expeditiously via the flash pyrolysis of methyldichlorophosphine (CH3PCl2), resulting in the loss of two equivalents of hydrogen chloride. This methodology has been utilized to synthesize numerous substituted phosphaalkynes, including the methyl, vinyl, chloride, derivatives. Fluoromethylidynephosphane (F C≡P) can also be prepared via the potassium hydroxide promoted dehydrofluorination of trifluoromethylphosphine (CF3PH2). It is speculated that these reactions generally proceed via an intermediate phosphaethylene with general structure RClC=PH. This hypothesis has found experimental support in the observation of F2C=PH by 31P NMR spectroscopy during the synthesis of F C≡P.
Хлортриметилсиланның жойылуы
Силиций-галогендік байланыстардың жоғары беріктігін фосфалкиндерді синтездеу үшін пайдалануға болады. Бис-триметилсиллилденген метилдихлорфосфиндерді ((SiMe3)2CRPCl2) вакуумда қыздырғанда хлортриметилсиланның екі эквиваленті бөлініп шығады және нәтижесінде жаңа фосфалькин пайда болады. Бұл синтетикалық стратегия 2-фенилфосфаацетилен және 2-триметилсилилфосфаацетилен синтезінде қолданылды. Сутек галогеніделерін жоюға негізделген синтетикалық жолдар сияқты, бұл жолда да C=P қос байланысы бар аралық фосфаэтилен түрінің қатысуы күдіктелді, бірақ мұндай түрі әлі байқалған жоқ. Үшінші алкил, екінші алкил, фосфалкиндер жақсы шығыммен алынды.
The high strength of silicon–halogen bonds can be leveraged toward the synthesis of phosphaalkynes. Heating bis trimethylsilylated methyldichlorophosphines ((SiMe3)2CRPCl2) under vacuum results in the expulsion of two equivalents of chlorotrimethylsilane and the ultimate formation of a new phosphaalkyne. This synthetic strategy has been applied in the synthesis of 2 phenylphosphaacetylene and 2 trimethylsilylphosphaacetylene. As in the case of synthetic routes reliant upon the elimination of a hydrogen halide, this route is suspected to involve an intermediate phosphaethylene species containing a C=P double bond, though such a species has not yet been observed. tertiary alkyl, secondary alkyl, phosphaalkynes in good yields.
Фосфаизоцианидті қайта реттеу арқылы
Жалпы пішіні R P=CX2 болатын диалофосфалькендер, мұндағы X – Cl, Br немесе I, органолитий реагенттерімен литий галогенін алмастыру арқылы R P=CXLi түріндегі аралық заттарды түзеді. Бұл заттар кейін тиісті литий галогені тұзын, LiX-ты бөліп шығарып, нәтижесінде фосфаизоцианид пайда болады, ол изоцианид сияқты қайта құрылымдалып, тиісті фосфаалкинге айналады. Бұл қайта құрылымдалу есептеу химиясының құралдарымен зерттелді, нәтижесінде изомерлену процесінің өте жылдам өтуі керек екені анықталды, бұл қазіргі эксперименттік деректермен сәйкес келеді – фосфаизонитрилдер тіпті –85 °C (–121 °C) температурада да байқауға келмейтін аралық заттар болып табылады.
Dihalophospaalkenes of the general form R P=CX2, where X is Cl, Br, or I, undergo lithium halogen exchange with organolithium reagents to yield intermediates of the form R P=CXLi. These species then eject the corresponding lithium halide salt, LiX, to putatively give a phospha isocyanide, which can rearrange, much in the same way as an isocyanide, to yield the corresponding phosphaalkyne. This rearrangement has been evaluated using the tools of computational chemistry, which has shown that this isomerization process should proceed very rapidly, in line with current experimental evidence showing that phosphaisonitriles are unobservable intermediates, even at –85 °C (–121 °C).
Олигомеризациялау
Фосфалкиндердің пи байланыстары көміртек-фосфор сигма байланыстарының көпшілігінен әлсіз болып келеді, осылайша фосфалкиндер сигма байланыстарының саны артық олигомерлік түзілімдердің пайда болуына сезімтал. Бұл олигомерлендіру реакциялары жылу арқылы басталады, немесе ауысу металдары немесе негізгі топ металдарымен катализделуі мүмкін. сурет|311x311px|Кинэтикалық тұрақты фосфалкинді қыздыру арқылы куб тәрізді фосфалкин тетрамерін синтездеу.
The pi bonds of phosphaalkynes are weaker than most carbon phosphorus sigma bonds, rendering phosphaalkynes reactive with respect to the formation of oligomeric species containing more sigma bonds. These oligomerization reactions are triggered thermally, or can be catalyzed by transition or main group metals. thumb|311x311px|Synthesis of a cuboidal phosphaalkyne tetramer by heating a kinetically stable phosphaalkyne.
Катализацияланбаған
Фосфалькиндер кішкентай топтарымен (H, F, Me, Ph және т.б.) бөлме температурасында немесе одан төмен температурада полимерлену/олигомерлену арқылы ыдырайды, нәтижесінде сипаттау қиын өнімдердің қоспалары түзіледі. Бұл, көбінесе, кинетикалық тұрақты фосфалькиндерге де қатысты, олар жоғары температурада олигомеризация реакцияларына түседі. Дегенмен, осы олигомеризацияның өнімдерін бөліп алу және анықтаумен байланысты қиындықтарға қарамастан, трет-бутилфосфалькин мен трет-пентилфосфалькиннің кубоидты тетрамерлері (әрине, төмен өнімділікте) бөлініп алынып, тиісті фосфалькинді қыздыру арқылы анықталды. Есептеу химиясы осы синтетикалық тұрғыдан күрделі реакцияларды зерттеу үшін бағалы құрал болып табылады, және көрсетілгендей, фосфалькин димерлерінің түзілуі термодинамикалық тұрғыдан тиімді болғанымен, тримерлердің, тетрамерлердің және жоғары реттік олигомерлік түрлердің түзілуі одан да тиімді, бұл фосфалькиндердің олигомеризациясын тәжірибе жүзінде іске асырғанда шешілмейтін қоспалардың пайда болуын түсіндіреді.
Phosphaalkynes with small substituents (H, F, Me, Ph, etc.) undergo decomposition at or below room temperature by way of polymerization/oligimerization to yield mixtures of products which are challenging to characterize. The same is largely true of kinetically stable phosphaalkynes, which undergo oligomerization reactions at elevated temperature. In spite of the challenges associated with isolating and identifying the products of these oligimerizations, however, cuboidal tetramers of tert butylphosphaalkyne and tert pentylphosphaalkyne have been isolated (albeit in low yield) and identified following heating of the respective phosphaalkyne. Computational chemistry has proved a valuable tool for studying these synthetically complex reactions, and it has been shown that while the formation of phosphaalkyne dimers is thermodynamically favorable, the formation of trimers, tetramers, and higher order oligomeric species tends to be more favorable, accounting for the generation of intractable mixtures upon inducing oligomerization of phosphaalkynes experimentally.
Металл аралас
Термиялық бастама берілген фосфалкин олигомеризациялық реакцияларынан өзгеше, өтпелі металдар мен негізгі топ металдары фосфалкиндерді бақыланатын түрде олигомеризациялай алады, соның нәтижесінде фосфалкин димерлері, тримерлері, тетрамерлері, пентамерлері және тіпті гексамерлері бөлініп алынды. Суретте көрсетілгендей, бұл қосылыстардың көптеген түрлері еркін күйде тұрақсыз, тек өтпелі металлға байланысқанда ғана тұрақты болады. Бұл суретте • белгілері жеке C R бірлігін көрсетеді және түсініктілік үшін пайдаланылады.
Unlike thermally initiated phosphaalkyne oligomerization reactions, transition metals and main group metals are capable of oligomerizing phosphaalkynes in a controlled manner, and have led to the isolation of phosphaalkyne dimers, trimers, tetramers, pentamers, and even hexamers. center|thumb|569x569px|Some of the reported phosphaalkyne oligomers generated upon treatment of a phosphaalkyne (usually tBu C≡P) with a transition metal or main group metal complex. Note that several of these species are unstable in their free forms, and instead exist stably only when bound to a transition metal. In this figure, the • symbols individually represent one C R unit, and are utilized for clarity.