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路易斯酸碱交互作用在 Ph 值3P BH3
 

路易斯酸碱交互作用在 Ph 值3P BH3

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在化学中, 酸碱模型被用来解释反应性的趋势和反应物的特性, 这在设计合成时很重要。

在 1894年, Svante 阿伦尼乌斯首创了酸和碱的概念, 将它们具体描述为在水中离解的物质, 分别产生离子或氢氧化离子。

在 1923年, 约翰 Brønsted 和托马斯劳瑞定义酸和基地, 他们的能力, 以捐赠和接受氢离子在不同的溶剂, 创建的概念, 酸碱共轭对。

在同年吉尔伯特刘易斯提出了一个选择, 定义酸和基地由他们的能力捐赠和接受电子对, 而不是氢核。该模型扩大了酸和碱的应用, 考虑到金属离子和主基团化合物。

这段视频将说明刘易斯酸碱概念的基础上, 三苯基膦硼烷络合物, 其合成, 并分析。

在使用路易斯酸和碱模型时, 需要考虑分子结构, 以确定分子是否会捐献或接受电子对。

因此, 利用 VSEPR 理论, 从三苯基膦和硼烷的结构分析入手, 确定路易斯酸和基。

三苯基膦在磷原子和三苯基环中的碳之间有三共价键。两个自由电子被留下作为一个自由电子对填满八隅。

此外, 三苯基膦是 sp3在磷中心杂交的, 具有四面体电子几何。驻留在 sp3轨道中的孤对电子可以捐献给另一个分子, 将三苯基膦分类为路易斯基。

另一方面, 硼烷与三氢原子之间有三共价键。因为硼烷中心有仅六价电子它不履行八隅形规则因此是电子缺乏。

几何是三角形的平面和债券是 sp2杂交。单独的p轨道是空的, 并准备接受电子, 将硼烷归类为路易斯酸。

如果三苯基膦将其两个电子捐献给硼烷中的空的p轨道, 它将导致从 sp2到 sp3的杂交变化, 并可以提出一个稳定的刘易斯酸碱加合物将形成。

这种类型的债券之间的刘易斯酸和基地通常被称为协调共价键, 或格债券, 这是用箭头表示。

现在你已经学会了路易斯酸和碱的原理, 让我们来研究一下, 在三苯基膦和硼烷之间是否会形成一个稳定的加成物。

在开始之前, 请确保您熟悉 Schlenk 线以及如何使用它进行溶剂转移。穿戴适当的 PPE, 检查所有玻璃器皿是否有星形裂纹。

关闭压力释放阀, 打开 N2和真空泵。一旦达到最小压力, 将冷阱组装起来, 用干冰/丙酮填充。

现在, 让我们开始的合成, 加入5.3 克三苯基膦的200毫升 Schlenk 烧瓶标记为 a a 准备 Schlenk 烧瓶的套管转移的溶剂。

添加20毫升的干和脱呋喃到 Schlenk 烧瓶使用套管转移。搅拌溶液溶解三苯基膦。同时, 准备第二个 Schlenk 烧瓶 B 包含1.15 克 NaBH4 , 用于套管转移。

在冰浴中冷却两个 Schlenk 烧瓶 a 和 B。使用套管, 将烧瓶的内容转移到烧瓶 B 中。然后, 用加法漏斗代替 Schlenk B 的橡胶隔膜, 清除漏斗, 并将其与新的隔膜配合使用。

接下来, 增加8毫升的干燥和脱呋喃的增加漏斗通过套管转移。系统在 N2下, 从添加漏斗中取出隔膜, 加入2毫升的冰醋酸, 再将隔膜放回上。现在, 加入呋喃和冰酸混合物滴明智的 Schlenk 烧瓶 B, 同时搅拌大力。

添加后, 允许反应升温至室温, 并在 N2下多搅拌一小时。然后关闭 N2电源, 卸下加法漏斗, 然后用 20 mL H2O 缓慢地淬火反应。

其次, 在水中加入乙酸的混合物, 使反应缓慢, 诱发产品沉淀。冷却烧瓶, 如果没有沉淀形式。

通过吸熔漏斗过滤产品。用20毫升冰水冲洗所产生的固体, 并将沉淀物转移到烧瓶中晾干。

最后, 在 CDCl3中准备一个起始材料和隔离产品的核磁共振样品。为每个样本收集一个31P 核磁共振。

现在, 我们来分析三苯基膦的磷信号是如何影响到产品中硼烷与使用核磁共振的配合。

游离三苯基膦显示为-5.43 ppm 的信号, 而硼烷膦络合物的信号被转移前场到 20.7 ppm。这与从磷中心去除电子密度是一致的, 这是 deshielded 后, 刘易斯加合物的形成。

这一观察强化了刘易斯酸碱理论, 预测硼烷作为路易斯酸和三苯基膦, 将形成一个稳定的加合物。

刘易斯酸碱模型是用来获得更多的洞察力的分子特性, 这是必要的设计新的合成有机和无机化学分子包括过渡金属。

历史上, 过渡金属离子被认为是路易斯酸, 然而, 他们也可以作为刘易斯基地。例如, 金属硼烷配合物可以参与重要的转变, 如烯烃加氢和固氮。

烯烃加氢可以使用一种新的催化剂为基础的镍硼烷种。本种克里夫斯 h h 键 heterolytically 并可逆地将 h2添加到将其转化为烷烃的烯烃中。

此外, 铁硼烷络合物均相催化剂能催化降低氮和氨, 这是化学工业中的一个重要反应。

沮丧的刘易斯对, 或 FLPs, 是刘易斯酸碱加, 不能形成格键, 由于空间位阻。

在新的加氢催化剂的开发中, 失败的刘易斯对的反应性得到了应用。例如, 它表明, 基于主组元素的两性复合体可可逆地丢失 H2以提供此产品。本研究开创了 FLP 研究的发展方向。

你刚刚看了朱庇特的介绍刘易斯酸碱理论。你现在应该了解刘易斯酸的定义-和基地, 如何合成刘易斯酸碱复合体, 以及这些类型的配合物的应用。谢谢收看!

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