Новости химической науки > Поиски цианоформа успешно завершены

Трицианометан или цианоформ HC(CN)₃ описывается в учебниках по органической химии как самая сильная С-Н-кислота. Тем не менее, вот уже столетие химики пытаются получить это соединение, и, естественно, остаются вопросы – а вообще реален ли его синтез.

Самый достоверный до настоящего времени пример синтеза цианоформа подтверждался лишь регистрацией малоинтенсивного микроволнового спектра этого неуловимого соединения, зарегистрированного при сверхнизких давлениях и сверхнизких температурах.

В новой работе исследователи из Германии сообщают, что им все же удалось подобрать необходимые экспериментальные условия для получения цианоформа, его выделения и установления структуры, что, в конечном итоге, подтверждает реальность его существования.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201506753

Уникальные химические свойства цианоформа обуславливаются электроноакцепторной природой цианогрупп, которые способствуют ослаблению связи между атомами водорода и атомом углерода HC(CN)₃. Результатом этого ослабления является сильная диссоциация цианоформа (для водных растворов pK этого соединения составляет -5.1, что позволяет говорить о нем, как о весьма сильной кислоте).

Химики предполагали, что в воде при комнатной температуре цианоформ сохраняет устойчивость, однако соединение оказалось исключительно сложно выделить в свободном виде. Среди попыток выделения цианоформа была попытка протонирования солей-трицианометанидов (NC)₃C^– сильными кислотами, например серной, однако высокая кислотность этого соединения приводила к тому, что выделявшийся твердый продукт представлял собой гидрат формулой [H₃O]⁺[C(CN)₃]^–.

Тереза Зольтнер (Theresa Soltner), Йонас Хауслер (Jonas Häusler) и Андреса Корнат (Andreas J. Kornath) из Мюнхенского Университета имени Людвига Максимиллиана использовали для депротонирования трицианометанида кальция безводный фтороводород, который выступал и в качестве растворителя, и протонирующего агента. Было обнаружено, что цианоформ можно выделить в виде твердого кристаллического вещества, которое, однако, сохраняет устойчивость только при температуре ниже –40°C, а также проявляет чувствительность к влаге. Исследование полученного вещества с помощью спектроскопии ИК, КР и ЯМР показало, что оно скорее существует в виде HC(CN)₃, чем в форме возможного таутомера со строением (CN)₂C=C=NH.

Как заявляет Джейсон Клайбурн (Jason A.C. Clyburne) из Университета Св. Марии в Галифаксе (Новая Шотландия, Канада), выделение цианоформа в свободном виде можно считать существенным шагом вперед. Результаты работы освежают притупившийся со временем интерес к изучению химии соединений главных подгрупп и органических соединений в альтернативных средах, одной из которых и является безводный фотороводород.

В прошлом году исследователи из группы Клайбурна сообщали о том, что цианид-ион может улавливать углекислый газ с образованием другого неуловимого вещества – цианоформиата, которое, как предполагается, является интермедиатом биосинтеза этилена – растительного гормона созревания. Сам Клайбурн говорит, что эти синтетические результаты наряду с сообщениями об обнаружении цианида в межзвездном пространстве позволяют говорить о возрождении интереса к химии цианидов.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201506753

метки статьи: #аналитическая химия, #органическая химия, #природа химической связи