Карбен не розклався у воді

Американські хіміки отримали N-гетероциклічний карбен, який виявився стійким у водному розчині. Він не протонувався водою і не реагував із нуклеофілами за рахунок об'ємних карборанових заступників. Дослідження опубліковано в Science Advances.

Карбени є органічні речовини з двовалентним атомом вуглецю у своїй структурі. Цей атом вуглецю зазвичай має неподілену електронну пару і вільну орбіталь, за рахунок чого карпени дуже реакційно здатні по відношенню до нуклеофілів та електрофілів. N-гетероциклічні карбени стійкіші за інші за рахунок електронних ефектів двох атомів азоту, що знаходяться поряд з карбеновим центром. Але навіть вони швидко розкладаються на повітрі.

Хіміки під керівництвом Вінсента Лавалло (Vincent Lavallo) з Каліфорнійського університету в Ріверсайді нещодавно показали, що N-гетероциклічні карбени можуть бути стійкими не тільки на повітрі, але навіть у водному розчині.

Щоб отримати такий карбен, вчені ввели в молекулу прекурсора N-гетероциклічного карбена два об'ємні кластерні заступники (карборани), в яких між собою були пов'язані дев'ять атомів бору і один атом вуглецю. При цьому кожен бор утворював зв'язок з іншими атомами бору, а єдиний вуглецевий атом в кластері приєднувався до карбенового фрагменту. Далі, щоб підвищити стійкість майбутнього карбону, хіміки прохлорували ці замісники. Тепер кожен атом бору був із атомом хлору.

Отриманий хлорований прекурсор хіміки змішали з гексаметилдисилазидом літію - сильною основою. У цьому утворився N-гетероциклічний карбен. Вчені охарактеризували його за допомогою ЯМР-спектроскопії та рентгеноструктурного аналізу. У процесі роботи вони помітили, що якщо залишити нещільно закриту ЯМР-ампулу з розчином карбена на повітрі, його ЯМР-спектр не змінюється, тобто карбен не розкладається. Тоді вони додали розчин карбена в тетрагидрофуране дистильовану воду. На подив вчених, навіть після додавання води ЯМР-спектр теж не змінився. Так вони з'ясували, що одержаний карбен стійкий у водному розчині.

Далі вчені показали, що їхній карбен не тільки стабільний у воді, але й отримати його можна у водному розчині. Вони змішали прекурсор карбена та гідроксид літію в суміші води та тетрагідрофурану – у результаті утворився чистий карбен без ознак розкладання.

Так хіміки вперше здобули стабільний у воді карбен. Причому він не реагував не лише з водою, а й із комплексами різних перехідних металів, гетерокумуленами та елементарним селеном. Автори статті припускають, що низька реакційна здатність отриманого карбена пов'язана з акцепторними та великими карборановими замісниками, які «захищають» карбен від інших молекул.

Раніше ми розповідали про те, як хіміки вперше отримали стабільний за кімнатної температури кристалічний нітрен.

Від DrMoro

Originaltext
Diese Übersetzung bewerten
Mit deinem Feedback können wir Google Übersetzer weiter verbessern
Dieses Formular wird nicht unterstützt
Aus Sicherheitsgründen solltest du keine Informationen über diese Art von Formular senden, während du Google Translate verwendest.
OkZur Original-URL