방법 논문

Triphosphenium 브로마이드 소금의 제조 및 반응성 : 인의 편리하고 안정적인 소스 (I)

DOI:

10.3791/55021

⸱

2016년 11월 22일

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1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Windsor

이 논문에서

요약

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트리포스페늄 브로마이드 염의 합성이 설명되고 P+ 전달제로서의 사용은 N-헤테로사이클릭 카빈 및 음이온 비스포스핀과의 반응에 의해 설명되며, 각각 NHC 안정화 P(I) 양이온 및 Zwitterion을 포함하는 P(I)를 생성합니다.

초록

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우리는 본원 triphosphenium 브로마이드 염 최적화 합성을 제시한다. 그렇다 다목적 복분해되는 시약이 비정상적으로 낮은 안정 가의 - 인 - 함유 화합물의 유용한 P + 이동제로서 작용한다. 전통적인 방법에 액세스하기 위해 사용될 달리 인 보통 자연 발화성 인 - 함유 전구체 (백색 인, 트리스 (트리메틸 실릴) 포스 핀 등), 또는 강한 환원제 (알칼리 금속 칼륨, 흑연 등)을 필요로 종 전류를 둘러 좌표 접근 방식은 자연 발화성 또는 폭발성 시약을 포함하지 않는 기본적인 공기가없는 합성 교육 학부에 의해 우수한 수익률에 큰 규모 (> 20g)을 수행 할 수 있습니다. 브롬 대 이온 용이 원하는 특성 및 반응성을 가진 물질을 얻기 위해 일반적인 염 복분해 시약을 이용한 (이하 설명) 페닐 붕산과 같은 다른 음이온으로 교환된다. 이 P +의 전달 (A)의 다 기능성pproach 용이 각각 양성 이온을 함유하는 NHC 안정화 인 (I) 양이온 인 (I)을 수득 중립 스포 스핀 변위 각의 N 헤테로 카르 벤 및 음이온 스포 스핀, 이러한 triphosphenium 전구체의 반응에 의해 예시 .

서론

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비정상적으로 낮은 산화 또는 원자가 상태에서 전형 원소의 화학은 지난 20 년 동안 상당한 관심의 영역이었다. 일을 제외하고 독특한 결합과 구조에서 발생하는 근본적인 관심에서, 이러한 화합물은 종종 매우 다른 반응성을 표시 그들의 전형적인 산화 상태의 대응들. 이러한 의미에서, 이들은보다 복잡한 주족 원소 함유 물질을 구축하는 시약으로서 상당한 잠재력을 제공한다.

분자를 포함하는 저 가의 인의 랜드 마크 클래스는 먼저 1980 년대에 Schmidpeter에 의해보고되었다 "triphosphenium"양이온이다. 2보다 안정적인 변종이에서 내장 된 이들 이온은,이 phosphonio 치환기에 의해 결찰 dicoordinate의 인 (I) 이온 기능 . 킬레이트 프레임 워크 3,4 우리 그룹은 triphosphenium 할라이드 염의 합성 최적화 5있다 - 7가이러한 안정한 화합물 다용도 P의 + 전송 인 (I)의 제어 된 합성을위한 유용한 제제 함유 올리고머 8 양쪽 성 이온, 9 phosphamethine 시아닌 염료 있음. 10,11 이러한 화합물의 원래의 합성은 종종 위험한 인을 포함하지만 입증 시약을 함유 및 / 또는 높은 환원 조건, 우리가 제시 제어 경로는 안전, P 원자 효율적이고 편리하다. 염료로서 사용될 수있다 고순도 재료에있어서의 결과는, 전이 금속 착물과 더 복잡한 인 함유 종 전구체 리간드.

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프로토콜

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주 : 중수소 용매가 필요하고, 다른 모든 용매 Grubbs' 형 컬럼 (12)의 연속상에서 건조시키고 사용 전에 탈기 때 문헌 과정에 따라 건조시켰다. 칼륨 1,2,4- 트리스 (디 페닐 포스 피노) 사이클로 펜타 [K] (PH 2 P) 3 C (5) H 2] 및 N 헤테로 카르 벤 -1,3,4,5- tetramethylimidazole -2- 일리 덴 (ME NHC 째 )은 문헌의 절차에 따라 합성하고, 후자는 사용 전에 승화시켰다. 9, 13의 시클로 헥센은 CAH이 건조 증류 제거하고 사용하기 전에 탈기시켰다. 아세토 니트릴 3-D (CD 3 CN) 및 디클로로 메탄 (D2) (CD 2 CL 2) 오산화 인상에서 건조시키고, 사용 전에 탈기시켰다. 규조토는 사용하기 전에 150 ºC 밤새 오븐에서 건조시켰다. 수신 된 모든 다른 시약을 사용 하였다.

[dppeP] 1. 합성 어 [br]

  1. 디무수 약 40 ㎖ 중의 1,2- 비스 (디 페닐 포스 피노) 에탄 (dppe)의 issolve 1.00 g는 고무 격막이 장착 불활성 가스 하에서, 250 mL 쉴 렝크 (schlenk) 플라스크에 디클로로 메탄 (DCM)을 탈기.
  2. 주사기 나 캐 뉼러를 전송함으로써, dppe의 교반 용액을 포함하는 쉬 렌크 플라스크에 건조, 탈기, 사이클로 헥센의 2.53 ml를 추가합니다.
  3. 이 용액에, 주사기를 통해 PBR 3 0.26를 가하여 격렬하게 교반하면서 적가 하였다. 용액은 즉시 20 분 동안 용액을 교반 한 후 옅은 황색, 백색 침전물이 형성됨을 설정한다. 반응이 몇 시간 또는 하룻밤 동안 교반 할 수 있습니다.
  4. 프릿 플라스크 침전물을 제거하기 위해 1 인치 두께의 규조토 플러그 얹어 통해 몇 시간 동안 교반 또는 하룻밤 후, 반응 혼합물을 필터.
  5. 생성 된 용액을 수집하고 쉬 렌크 라인에 진공하에 DCM을 제거합니다.
  6. 얻어진 오일을 테트라 하이드로 퓨란 중 약 75 ㎖ (THF)을 첨가하는 동안 성격렬 irring (또는 초음파 처리)을 백색 고체로서 생성물을 침전시킨다.
  7. 즉시 백색 침전물을 형성 한 후, 불활성 분위기 하에서 프릿 플라스크에 여과를 통해 수집합니다. 즉시 고체를 수집하고, 30 분 동안 교반 현탁액을 두지 마십시오.
  8. 일단 수집 순도를 확인하기 위해 31 P, 1 H, 13 C NMR을 얻기 위해 CD이 CL 2 CDCl3 중의 [브롬] dppeP] 소량 녹인다. [dppeP] [브롬]는 불활성 분위기에서 무기한 저장, 또는 벤치 탑에 몇 주 동안 할 수있다. (6)

[dppeP] 2. 합성 BPH 4]

  1. 쉬 렌크 플라스크에, DCM 5ml에 [dppeP] [브롬] 염 0.5 g을 녹여. 질소 하에서이 용액을 교반 하였다. 이어서, THF 5 ml의 테트라 페닐 보레이트 나트륨 0.35 g을 추가한다.
  2. 이 솔루션은 미세한 침전물이 형성 될 때까지, 밤새 몇 시간 동안 교반 할 수 있습니다.
  3. 의 S를 원심 분리기uspension 침전물 (KBr을)를 제거하고 [dppeP] BPH 4] 백색 분말로서 수득 감압하에 용매를 제거한다.

3. 합성 [나 NHC 나 2 P] [BPH 4]

  1. 0.200 나 NHC의 g 나와 불활성 분위기 하에서 교반 막대와 100 ㎖ 쉬 렌크 플라스크를 넣습니다.
  2. 불활성 분위기 하에서 [dppeP] [BPH 4]의 0.603 g을 100 ml의 둥근 바닥 플라스크를 넣습니다.
  3. 나의 0.200 g NHC 나와 시작 자석 교반을 포함하는 쉬 렌크 플라스크에 THF의 정맥 전송 20 ㎖.
  4. 정맥 전송은 20 dppeP] [BPH 4]의 0.603 g과 100 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에 THF ml의 용해 될 때까지 교반한다.
  5. 정맥은 [dppeP] [BPH 4] THF의 THF에 나 NHC 날의 교반 솔루션의 솔루션을 전송하고 황색 용액을 1 시간 동안 교반 할 수 있습니다.
  6. 노란색의 농축감압하에 원래 부피 (13 mL)을 1/3 olution.
  7. 황색 생성물의 침전을 개시하고 생성 된 현탁액을 20 분 동안 교반하도록 교반 농축 용액에 디 에틸 에테르 (ET 2 O) (40 ml)에 추가한다.
  8. 쉬 렌크 라인에 100 ㎖ 쉬 렌크 플라스크에 부착 장착 된 밀봉 프릿을 놓고 플라스크를 배기 진공을 사용하고 슐렉 라인에서 질소로 플라스크를 리필하여 불활성 분위기를 만들 수 있습니다. 5 분 동안 피난 불활성 분위기를 보장하기 위해, 질소로 3 회 재충전.
  9. 캐 뉼러 장치에 잇 2 O 현탁액을 전송하고, 침전물을 필터링.
  10. 잇 2 O 3 회 10 ml의 침전물을 세척하고 침전물이 2 시간 동안 감압하에 건조 할 수 있습니다.
  11. ) 옵션은 여과 및 세척이 dppe을 재결정 질소 하에서 천천히 증발하도록 허용합니다. 헥산 건조 최소량으로 결정을 세척하고, 수집재사용 결정.

(박사 2 P) C 5 H 2 (박사 2 P) (2) (4) 합성 P

  1. 불활성 분위기에서 150 ㎖의 쉬 렌크 플라스크에 포함 0.484g [dppeP] [브롬]로, 건조 40ml를 추가, THF를 탈기.
  2. -78 ℃로 현탁액의 온도를 드라이 아이스 / 아세톤 조에서 슈렌 배치.
  3. 정맥은 0.625g의 THF 용액을 전송 [K] [(박사 2 P) 3 C 5 H 2] 둥근 바닥 플라스크에, [dppeP]가 포함 된 쉬 렌크 플래시에 어 [br].
  4. 첨가가 완료되면, 아세톤 조에서 쉴 렌크 플라스크를 제거하고 실온으로 가온 할 수있다. 2 시간 동안 교반 한 후, 용액을 백색 침전물 선물을 담황색 것이다.
  5. 흰색 침전물 (KBr을)를 제거하기 위해, 150 ml의 쉬 렌크 플라스크가 장착 된 공기가없는 융해 필터에 정지를 전송합니다.
  6. 노란색 솔루션을 수집하고 진공하에 THF를 제거합니다.
  7. 80:20 추가건조 탈기 된 디 에틸 에테르의 혼합물 : 얻어진 오일 펜탄, 20 분 동안 교반한다.
  8. 제품을 수집 (박사 2 P) C 5 H 2 (박사 2 P)이 P 공기 무료, 프릿 플라스크를 통해 정지를 필터링하여 옅은 노란색 침전물있다. 나머지 에테르 / 펜탄 용액 dppe 불순물을 포함하고 폐기 될 수 있거나 또는 용매를 진공 또한 사용 수집 dppe하에 제거 될 수있다.

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결과

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저 가의 인 (I)의 소스를 함유하는 안정한 염 ([dppeP] 브롬]) 과량의 시클로 헥센의 존재 diphenylphosphinoethane (dppe)에 PBR 3의 첨가에 의해 용이하게 (도 1)를 합성 할 수있다 (6).

반응의 워크 업 후, 31 P NMR 스펙트럼은 상당히 -220 ppm으로 차폐 삼중 신호의 존재는 50 ppm에서 이중선 신호를 나타낸다. 핵 사이의 강한 결합은 500 Hz에서 (그림 2)의 순서에 관찰된다.

단결정 농축시켜, 아세토 니트릴 또는 디클로로 메탄 용액 및 단결정의 X 선 회절 분석에서 성장 될 수있다 [dppeP] 브롬는 상기 비대칭 유닛 내에 존재...

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토론

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결정 구조 및 멀티 NMR은 핵 (31 P, 1 H, 13 C) 연결성을 확인하기 위해보고 된 모든 제품을 얻었다. 전기 분무 이온화 질량 분석법은 양이온의 존재를 확인하는 데 사용하고, 원소 분석은 샘플의 분석 순도를 확인 하였다.

모든 반응 또는 분해시 생성되는 부산물 전혀 예상치 못한이 형성되지 않도록 공기가없는 건조한 환경에서 수행하는 것이 필수적이다. [dppeP] [브롬]의 좋은 수율을 보장하기 위해, dppe의 약간의 초과뿐만 아니라 시클로 과량 (10 당량)을 필요 사용.

본 명세서에 기재된 기술의 더 큰 제한은 없다. [dppeP] [브롬]와 리간드 치환 반응 만 [dppeP] [브롬] 분자에서 dppe을 대체 할 수있는 충분한 기증자 능력의 리간드로 제한됩니다. 에도 불구하고,이 방법론의 중요한 장점은 controlle입니다예상하지 못한 부산물의 생...

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공개 사항

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저자는 공개 아무것도 없어.

감사의 글

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저자는 캐나다 자연과학 및 공학 연구 위원회(NSERC)와 캐나다 혁신 재단(CFI)에 자금 지원과 장학금 지원에 감사를 표합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
비스(디페닐)포스피노 에탄(dppe)스트렘1663-45-298% 장갑 상자에 보관, 그대로 사용;
무수 디클로로메탄(DCM)Sigma Aldrich270997용매 정제 시스템 또는 표준 방법을 통해 정제
마 알드리29240수소칼슘으로 건조하고 증류합니다.
인 트리 브로마이드 (PBr 3 < / sub>)Sigma Aldrich15778399 % 글로브 박스에 보관되며 그대로 사용됩니다. 공기에 민감합니다.
무수 테트라하이드로푸란(THF)Sigma Aldrich401757용매 정제 시스템 또는 표준 방법을 통해 정제
Methylene Chloride-D2 (CD2Cl2)Sigma AldrichDLM-23-25오산화인으로 건조, 진공 전사 또는 증류
AcetonitrileAlfa Aesar1975년 5월 8에 보관 상자,
그대로 사용 Sodium TetraphenylborateSigma AldrichT25402장갑 상자에 보관,
그대로 사용 Anyhydrous Diethyl Ether Sigma Aldrich673811용매 정제 시스템 또는 표준 방법을 통해 정제
수 펜탄Sigma Aldrich236705용매 정제 시스템 또는 표준 방법을 통해 정제
시그치 일 장갑 무

참고문헌

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