合成化合物中的“金字塔”

2016-03-14 共计 1499 次阅读

Pyramidane及其衍生物一直以来都是化学家想合成的热门目标,其“非主流”的金字塔式结构非常迷人,具有不同寻常的键合特性。几十年来,化学家对这种多面体化合物的热情不减反增。

尽管早有研究表明pyramidane类化合物在理论上可以稳定存在,但却鲜有在实验室成功合成的报道。直到最近,一个国际研究团队成功合成了一系列由14族元素构成的稳定杂化pyramidane衍生物,完成了这项困扰几代化学家的合成挑战。其中,“金字塔”的顶点为锗、锡或铅原子,而底部的四个角为碳、硅或锗原子,每个底部原子上连接三烷基硅烷基团。

这个国际研究团队以日本筑波大学的Vladimir Lee和Akira Sekiguchi以及俄罗斯南方联邦大学的Vladimir Minkin为首。在早期理论研究和计算研究的基础上,该团队认为,14族元素可能是元素周期表中适合构建共价键合pyramidane化合物的理想选择。研究人员考虑了多种张力环化合物(strained cyclic compounds)作为起始化合物,最后选定二环卡宾bicyclo[2.1.0]pent-2-en-5-ylidene作为最合适的前体。

研究人员使用X射线衍射、NMR和穆斯堡尔谱法来研究合成的pyramidane化合物,并进行了计算研究。得到的分析结果相当让人意外,研究人员发现这种货真价实的“共价”化合物中,顶端原子与底端原子之间的键具有令人吃惊的“高度离子性”。

Sekiguchi 说:“我们下一步的重点是研究pyramidane化合物的反应性,通过利用这种较弱的金字塔顶端至底部的键……其出色的反应性或许能产生前所未有的化合物。”

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