Новости химической науки > Объемные заместители стабилизируют тройную связь бор-бор

Химические связи, которые реализуются в борсодержащих соединениях, например, в молекулах бороводородов не совсем обычны.

В то время как большинство ковалентных химических связей двухцентровые (связывающие два атома за счет общей электронной системы), уже в простейшем водородном соединении бора – диборане (B₂H₆) реализуются многоэлектронные многоцентровые связи.

Электрононедостаточная природа многоцентровых многоэлектронных связей в бороводородах эти связи еще называют «борановыми» и «банановыми») позволяет бору образовывать большое количество интересных химических соединений, существование некоторых из которых (где, например, например атомы бора связаны друг с другом тройной связью) предсказывалось лишь на основании квантово-химических расчетов, но их существование не было подтверждено экспериментально.

Результаты рентгеноструктурного анализа показывают, что в полученном борсодержащем соединении атомы бора в составе ядра B₂H₂ связаны между собой, эта связь стабилизирована объемными лигандами у атомов бора. (Рисунок из J. of the Am. Chem. Soc., 2010, 132, 8258)

Кохей Тамао (Kohei Tamao) с коллегами выделил первый устойчивый диборан, в котором наряду с многоцентровой многоэлектронной связью B–H–B реализуется тройная связь между атомами бора.

Результаты исследования позволяют получить дополнительную информацию о природе многоцентровых многоэлектронных связей в производных бора, приближая исследователей к возможности синтеза неуловимых производных бора с тройной связью бор-бор.

Новое соединение удалось получить благодаря использованию стерически объемной молекулы-лиганда - Eind, представляющего собой конденсированную полициклическую систему, с которой связано большое количество этильных заместителей. Ранее лиганд Eind уже применялся для стабилизации кратных связей между тяжелыми элементами. Исследователи надеялись стабилизировать двойную связь между атомами бора, замещая атомы водорода диборана на лиганды Eind.

Однако после изучения полученного соединения с помощью синхротронного рентгеноструктурного анализа (такой метод был использован для точного определения положения атомов водорода) исследователи обнаружили, что центральный фрагмент B₂H₂ характеризуется очень необычным строением: межатомное расстояние между атомами бора составляет всего1.4879 Ангстрем, что, в соответствии с расчетами, отвечает тройной связи бор-бор. Первоначально исследователи даже предположили, что геометрия соединения определена неправильно.

Дополнительные квантовохимические расчеты показали, что лиганд Eind способствует тому, что не только межатомное расстояние, но и энергия связи позволяет говорить о том, что связь межу атомами бора в новом соединении тройная.

Мацуо отмечает, что полученное в его группе борорганическое соединение демонстрирует необычные химические свойства, при этом результаты исследования новой структуры могут оказаться полезными для других производных боранов с кратными связями между атомами бора.

Источник: J. of the Am. Chem. Soc., 2010, 132, 8258; DOI: 10.1021/ja102913g

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