Самая длинная связь углерод-углерод

А.И. Курамшин

pic_2018_05_19.jpg

Нейтральные углеводороды с удлиненными одинарными связями С—С

Химическую связь С—С, свойственную органическим соединениям, по праву можно считать самой изученной. Казалось, ученые давно узнали о ней все, однако результаты нового исследования говорят, что это не так («Chem», 2018, 4, 4, 795—806, doi: 10.1016/j.chempr.2018.01.011)...

Ранее было установлено, что одинарные связи углерод-углерод, длина которых в среднем 1,54 Å, можно растянуть с помощью объемных заместителей. Отталкиваясь, они вынуждают удаляться друг от друга и атомы углерода, с которыми связаны, — соответственно увеличивается расстояние между ними, то есть удлиняется связь С—С. Таканори Судзуки и Юсуке Исигаки с коллегами из Университета Хоккайдо синтезировали молекулу со связью С—С рекордной длины (1,806 Å). Такое расстояние между атомами углерода превышает не только максимальную длину связи С—С, определенную с помощью квантово-химических расчетов, но и минимальное расстояние, для которого теоретически возможно связывание между двумя углеродами («Journal of the American Chemical Society», 1992, 114 (10), 3980—3981; doi: 10.1021/ja00036a057).

До этого рекорд принадлежал Петеру Шрайнеру и Андрею Фокину, которые в 2011 году получили соединение со связью С—С длиной 1,704 Å («Nature», 2011, 477, 308—311; doi: 10.1038/nature10367). Судзуки и Исигаки сначала провели компьютерное моделирование, а затем синтезировали производное диспи-ро(дибензоциклогептатриена), в котором прежний рекорд удалось увеличить на 0,1Å. Простая углерод-углеродная связь в этом соединении почти в 1,2 раза длиннее связи С—С в алканах.

Как удалось побить рекорд? Хитрость заключается в строении синтезированного углеводорода. Это устойчивое соединение, в структуре которого есть фрагмент со значительным напряжением и два вынужденно сближенных фрагмента, стремящихся оказаться на максимально возможном расстоянии друг от друга и растягивающих связь углерод-углерод. Существование связи С—С было подтверждено наблюдением валентных колебаний этой связи в спектре комбинационного рассеяния; а ее длину определили с помощью рентгеноструктурного анализа.

Соединения с экстремально длинными или экстремально короткими межатомными расстояниями позволяют нам глубже понять природу химической связи, в частности ответить на фундаментальный вопрос: «При каких условиях атомы перестают связываться друг с другом?»



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 5/2018) на с. 19.

Разные разности
Камни боли
Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...