進行了該探索性合成研究,以確定在高度應變的四面體分子中用另一個p嵌段元素替代單個碳頂點的可行性。之所以選擇磷,是因為元素磷的穩(wěn)定分子形式是四面體。我們的合成策略是生成一個與取代的環(huán)丙烯基鍵合的不飽和磷中心,這種情況可能導致封閉,從而提供所需的磷酸正己烯骨架。這是通過對原位生成的氟膦H(F)P(C t Bu)3進行脫氟化氫來實現的。三- 叔丁基phosphatetrahedrane,P(C 噸丁基)3然后以19%的產率分離出低熔點,易揮發(fā),無色固體,并經分光鏡和單晶X射線衍射研究表征,證實了該分子PC 3核的四面體性質。該分子表現出出乎意料的熱穩(wěn)定性。
考慮到P 4分子的四面體性質(元素磷的唯一穩(wěn)定分子形式),創(chuàng)建磷酸四面體的概念是合乎邏輯的(7)。已知許多可分離的化合物在三價磷頂點上具有非常小的鍵角,這表明應變對與磷處的小鍵角相關的穩(wěn)定性的影響遠不如碳嚴重。理論家已經考慮了母體磷酸鹽四面體P(CH)3的發(fā)現,他們發(fā)現八個結構異構體的能量低于四面體(8)。在其他理論工作中,據預測,磷酸四面體分子在氣相質子化作用下將表現為碳堿(9)。
鑒于與取代大體積基團已經被關鍵的(CR)穩(wěn)定4 tetrahedranes(4,10 - 13),我們選擇了P(C 噸丁基)3(1,圖1)作為我們的目標分子。為了達到這一目標,類似于制備某些(CR)4化合物所使用的策略是首先合成具有通式(LG)P(環(huán)丙烯基)的化合物,其中LG為中性離去基團,環(huán)丙烯基帶有三個龐大的取代基。Slootweg及其同事在他們關于合成環(huán)戊二烯酮,三環(huán)戊酮和housene的磷類似物的出色工作中(14)生成具有式(OC)P(C t Bu)3(2,圖2)的化合物,其中CO為潛在的中性離去基團,且在環(huán)丙烯基環(huán)上具有叔丁基取代基。磷烯2相對于二聚反應不穩(wěn)定,并且可以誘導二聚體3(圖2)以光化學方式擠出CO,從而形成二膦5。加熱磷烯二聚體3產生了顯著的酮4,其結構表現出兩個小于50°的C?P?C鍵角!強調該系統(tǒng)的化學富集性,加熱二膦5導致生成6,即二氫戊烷的二磷類似物。值得注意的是,這些反應均未導致產生1,作者將其稱為“難溶的磷酸四氫戊烯”;化合物5和6具有化學式,使它們成為1的形式二聚體,而化合物2和4與1的區(qū)別僅在于CO分子。有關的分子1報道,雖然本手稿是修訂:二- 叔通過磷炔基t BuCP(15)的催化二聚作用獲得了類似的“ 丁基”二丁基丁基六面體P 2(C t Bu)2。
根據我們在次膦基轉移反應性方面的經驗(16),我們選擇制備化合物A P(C t Bu)3(9 ; A =蒽或C 14 H 10),類似于2,但用蒽代替CO作為中立的離開集團。因為二次膦HP 甲(7)(17)顯示出與沒有反應的三- 叔丁基cyclopropenium離子,用作其鹽的四氟硼酸(18),我們轉向的共軛堿7。HP A的去質子在三苯基硼烷存在下使用六甲基二硅疊氮化鈉作為堿完成反應,從而形成[Na(OEt 2)2 ] [Ph 3 BP A ](Na [ 8 ]),可以從粗制沉淀中通過過濾將其收集反應混合物在約。產率83%(圖3)。硼烷穩(wěn)定的鹽Na [ 8 ]通過X射線晶體學表征為其雙二乙基醚化物(圖4A)。