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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.