Новости химической науки > Двойная связь германий-кислород в центре внимания

Исследователям из Японии впервые удалось получить двойную связь германий–кислород. Реакционноспособная связь стабилизирована объемными лигандами; ее химические свойства отчасти похожи на свойства связи С=О, однако ряд ее свойств существенно отличаются от свойств карбонильной группы.

Карбонильная группа представляет собой важный элемент синтетической органической химии. Однако для других элементов 14-й группы – кремния, германия, олова и свинца, предпочтительнее образование одинарных связей элемент–кислород. Руководитель исследования – Кохей Тамао (Kohei Tamao) отмечает, что получение и стабилизация «тяжелых кетонов» могла бы оказаться важным элементом в нашем понимании реакционной способности этих тяжелых элементов и химических связей, которые они в состоянии образовать.

Объемные лиганды позволили химикам стабилизировать двойную связь германий-кислород. (Рисунок из Nat. Chem., 2012, DOI:10.1038/nchem.1305)

По своей природе химическая связь E=O [где Е представляет собой тяжелый элемент 14-й группы] представляет гораздо более поляризованную связь, чем связь в карбонильной группе благодаря большему различию в значениях электроотрицательности кислорода и кремния, германия, олова или свинца по сравнению с различием электроотрицательности углерода и кислорода в альдегидах и кетонах. Поляризация, в свою очередь, означает, что двойная связь в тяжелых аналогах кетонов является более реакционноспособной и имеет тенденцию к полимеризации с образованием цепей подобных цепям -Si-O-Si-O-Si- полисилоксанов. Технические полисилоксаны обычно известны как силиконы; известно, что большинство силиконов были получены методом проб и ошибок в попытках получения соединений со связями Si=O.

Для защиты связи Ge=O германона исследователи использовали стерически объемный лиганд – Eind (1,1,3,3,5,5,7,7-окстаэтил-s-гидриндацен-4-ил). Тамао поясняет, что стерический объем лиганда и жесткая структура лиганда Eind обеспечивает стабилизацию связи Ge=O.

Филип Пауэр (Philip Power), специалист по металлоорганической химии из Университета Калифорнии отмечает, что работа японских исследователей наконец доказывает возможность получения более тяжелых аналогов карбонильных соединений. Он подчеркивает, что попытки получения стабильной германильной группы Ge=O предпринимались большим количеством исследовательских групп, однако все эти попытки разбивались о высокую реакционную способность искомой связи.

Пауэр добавляет, что помимо факта синтеза германона, который, безусловно, интересен сам по себе, огромный интерес представляют собой и химические свойства этого соединения. Часть его химических свойств соответствуют классическим свойствам «углеродных» карбонильных соединений (например, Ge=O, как и С=О реагирует с метиллитием), однако ряд химических свойств германонов весьма уникален – например, германильная группа взаимодействует с диоксидом углерода с образованием циклических карбонатов. Причина «новых» химических свойств, проявляемых германонами – большая степень разделения зарядов в группе Ge=O.

Источник Nat. Chem., 2012, DOI:10.1038/nchem.1305

метки статьи: #органическая химия, #органический синтез, #природа химической связи, #элементоорганическая химия