Новости химической науки > Свинецорганика входит в элитный клуб ароматических соединений

Исследователи из Японии успешно смогли ввести атом свинца в состав ароматической молекулы.

На настоящий момент свинец является самым тяжелым металлом, который удалось «ароматизировать». Результаты исследования могу пригодиться в разработке новых электроноизбыточных структур, которые могут найти применение в таких областях, как катализ или оптоэлектроника.

Ароматическое соединение было получено восстановлением гексафенилплюмбола литием. (Рисунок из Science, 2010, 328, 339)

Образование стабильного ароматического цикла, содержащего такой элемент как свинец, представляет собой непростую задачу из-за существенного различия в размерах электронных орбиталей тяжелого металла и углерода (6p и 2p орбиталей, соответственно). Для делокализации электронов и образования единой ароматической электронной системы необходима определенная степень перекрывания орбиталей, в том случае, если размеры орбиталей значительно различаются, добиться требуемого перекрывания довольно тяжело.

Для получения свинецорганического ароматического соединения Масаичи Сайто (Masaichi Saito) из Университета Саитама взял в качестве исходного реагента гексафенилплюмбол (hexaphenylplumbole), пятичленное неароматическое циклическое соединение, содержащее четыре атома углерода и атом свинца в цикле; с каждым атомом углерода связан один фенильный заместитель, с атомом свинца – два фенильных заместителя. Гексафенилплюмбол восставновили литием, в результате чего две фенильных группы, связанных с атомом свинца были замещены на атомы лития.

Связь литий-свинец полярнее связи Pb-C bond, она обладает значительной долей ионности, электроны с лития в значительной степени мигрируют на свинец, в результате чего атом свинца приобретает существенный анионный характер. Эта пара электронов наряду с четырьмя р-электронами углеродного скелета принимает участие в образовании делокализованной π-электронной системы, в результате чего продукт восстановления гексафенилплюмбола становится ароматичным

Наглядно продемонстрировав, что 2р-орбитали углерода и 6р-орбитали свинца могут перекрываться достаточно эффективно для того, чтобы образовалась молекула ароматического соединения, Сайто предполагает, что результаты его исследования могут оказаться полезными, например, для создания новых катализаторов. Исследователь из Японии полагает, что дианионный характер нового соединения может способствовать тому, что в каталитических процессах ароматическая свинецорганическая молекула может играть роль электронодонора.

Дэвид Шешкевитц (David Scheschkewitz), специалист по неорганической химии из Имперского Коледжа Лондона высоко оценивает результаты работы японских коллег, говоря о выделении первого устойчивого свинецорганического ароматического соединения, в котором электроны свинца участвуют в создании замкнутой делокализованной системы электронов как о замечательном синтетическом результате.

Результаты исследования группы Сайто наглядно демонстрируют, как карбеноидный характер тяжелых металлов 14 группы в металоловых анионов увеличивается при движении вниз по группе. Шешкевитц добавляет, что свинецсодержащий ароматический цикл может проявлять интересные свойства в реакциях с переходными металлами.

Источник: Science, 2010, 328, 339 (DOI: 10.1126/science.1183648)

метки статьи: #квантовая химия, #органическая химия, #органический синтез, #элементоорганическая химия