Введение

Химическое соединение

Арсол, также называемый арсенолом или арсациклопентадиеном, является органоарсеническим соединением с формулой C4H4AsH. Он классифицируется как металлол и является изоэлектронным и структурно связанным с пирролом, за исключением того, что атом мышьяка замещает атом азота. В то время как молекула пиррола плоская, молекула арсола не плоская, и атом водорода, связанный с мышьяком, выступает за пределы молекулярной плоскости. Арсол обладает лишь умеренной ароматичностью, составляющей около 40% ароматичности пиррола.

Свойства

+Рассчитана геометрия и энергия инверсионного барьера E для некоторых молекул C4H4MH, где M – N, P, As, Sb и Bi. d(M–C), Åd(M–H), Åα(C–M–C), °E, kJ/mol N 1.37 1.01 1100 P 1.81 1.425 90.567 As 1.94 1.53 86125 Sb 2.14 1.725 80.5 160 Bi 2.24 1.82 78 220

Сам арсол пока не был выделен экспериментально, но его молекулярная геометрия и электронная конфигурация были изучены теоретически. Расчеты также охватывали свойства простых производных арсола, в которых атомы водорода замещены другими атомами или небольшими углеводородными группами, и имеются экспериментальные данные о химических свойствах более сложных производных арсола. Аналогичная ситуация наблюдается и для других C4H4MH металлолов, где M = P, As, Sb и Bi.

Плоскость

Расчеты показывают, что в то время как молекула пиррола (C4H4NH) является плоской, фосфол (C4H4PH) и более тяжелые металлолы таковыми не являются, и их атом водорода, связанный с пниктогеном, простирается за пределы плоскости. Аналогичная тенденция прогнозируется для фторированных производных C4F4MH (M = N, P, As), но барьеры инверсии примерно на 50–100% выше. Плоскость теряется даже в пирроле, когда его азотно-связанный атом водорода замещается, например, фтором. Однако, плоскость оценивается в расчетах по энергии, необходимой для перехода между двумя конфигурациями, в которых связь M–H простирается влево или вправо от молекулярной плоскости. Однако, ненулевое (малое) значение этой энергии не обязательно означает, что молекула имеет низкую симметрию из-за возможности термического или квантового туннелирования между двумя конфигурациями. Ароматичность арсола и его производных обсуждается на протяжении многих лет как с экспериментальной, так и с теоретической точек зрения. Обзор 2005 года, в сочетании с квантово-химическими расчетами, пришел к выводу, что сам арсол является "умеренно" ароматичным, поскольку его кольцевой ток составляет 40% от кольцевого тока пиррола, который известен как ароматическое соединение. Однако сопоставимый кольцевой ток был рассчитан для циклопентадиена, который долгое время считался неароматическим. Или 1,4-дилитий-1,2,3,4-тетрафенилбутадиен с фениларсеновым дихлоридом (C6H5AsCl2) в эфире. Замена трихлорида мышьяка на фениларсеновый дихлорид в этой реакции дает 1-хлор-2,3,4,5-тетрафениларсол, который также образует желтые иглы, но с более низкой температурой плавления 182–184 °C. Пентафениларсол может быть далее окислен перекисью водорода, в результате чего образуются желтые кристаллы с температурой плавления 252 °C. Его также можно прореагировать с пентакарбонилом железа (Fe(CO)5) в изооктане при 150 °C с образованием твердого органоарсенического соединения с формулой C34H25As,Fe(CO)3. Реакция пентафениларсола с металлическим литием или калием дает 1,2,3-трифенилнафталин. Реакция фениларсенового дихлорида с линейными дифенилами приводит к образованию 1,2,5-трифениларсола (см. ниже), твердого вещества с температурой плавления около 170 °C. Это соединение образует различные анионы при обработке щелочными металлами.