Уникальный сандвич

А.И. Курамшин

Несколько десятков лет в разных лабораториях мира пытались выделить и изучить ртутьсодержащий сандвичевый комплекс-антикраун, связывающий фторид-ион. Это удалось сделать сотрудникам лаборатории В.Б.Шура из Института элементоорганической химии РАН им. А.Н.Несмеянова («Organometallics», 2016, doi: 10.1021/acs.organomet.6b00231). Синтез такого комплекса открывает новые возможности для селективного обнаружения ионов, а также может стать основой для нового способа введения фтора в органические соединения.

 

Сандвичевые соединения, как нетрудно догадаться, похожи на бутерброд, в котором между двумя кусочками хлеба находится начинка: один атом или ион расположен между двумя циклическими молекулами-лигандами и соединен с ними ковалентными или ионными связями. Антикрауны — это химические антиподы краун-эфиров, то есть циклических полиэфиров, образующих прочные связи с катионами (см. «Химию и жизнь», 2016, 2). Антикрауны тоже макроциклические соединения, но они избирательно связываются с анионами. В последние годы химики активно изучают ртуть-, бор- и серосодержащие антикрауны, поскольку это очень селективные сенсоры на галогениды, цианиды и азиды. Предполагают, что с их помощью можно будет проводить быструю и точную оценку качества воды.

Один из наиболее изучаемых антикраунов — соединение, содержащее три атома ртути (HgC6F4)3. Оно может «паковаться стопками», образуя олигомерные надмолекулярные структуры, стабилизированные взаимодействиями, которые возникают между атомами ртути, расположенными друг напротив друга в циклах антикраунов (в одной стопке бывает до десяти циклов). Однако до настоящего времени исследователям не удавалось выделить индивидуальные димеры, то есть обычные сандвичи — два цикла и между ними фторид-ион.



s20160814 chem antikraun.png
Комплекс фторид-иона с антикрауном


Группа Владимира Борисовича Шура получила фторидный комплекс антикрауна и с помощью спектральных исследований и рентгеноструктурного анализа доказала, что выделенное вещество — это димерная форма (HgC6F4)3, в которой один фторид-ион координирован сразу с шестью атомами ртути. 

Как отмечает Франсуа Габбаи из Сельскохозяйственного института Техаса, занимающийся также изучением и синтезом макроциклических молекул, способных выступать в качестве сенсоров на катионы и анионы, химикам из ИНЭОСа удалось получить и исследовать уникальную структуру. Сам Габбаи, хотя и наблюдал что-то подобное в реакционной смеси с помощью масс-спектрометрии, был уверен, что соединение неустойчиво и выделить его невозможно. Новый комплекс удивителен еще и тем, что фторид-ион — это «жесткое» неполяризуемое основание Льюиса, а ртуть — «мягкая» поляризуемая кислота Льюиса, которые, в соответствии с принципом жестких и мягких кислот и оснований, не должны образовывать прочные связи. 

Возможно, новый комплекс можно будет также использовать в качестве источника фторид-ионов в реакциях нуклеофильного фторирования. 

Кстати В.Б.Шур в 1967 году первый в мире осуществил «мягкую фиксацию азота», то есть заставил его вступать в реакцию при нормальных условиях.

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… ...