「一氙二苯酚」:修訂間差異
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[[赵明毅]]得知此消息后,很快掌握了它的合成技术,并且尝试制取它的衍生物——'''一氙二苯酚'''或'''4,4'-二羟基二苯氙''',Xe(C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>OH)<sub>2</sub>。 | [[赵明毅]]得知此消息后,很快掌握了它的合成技术,并且尝试制取它的衍生物——'''一氙二苯酚'''或'''4,4'-二羟基二苯氙''',Xe(C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>OH)<sub>2</sub>。 | ||
由于苯酚基有还原性,而Xe(II)有氧化性,这种物质看似是难以稳定存在的。不过,赵明毅通过对二苯氙与双齿配体超盐酸高鉲的螯合反应发现,配合物(C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>Xe | 由于苯酚基有还原性,而Xe(II)有氧化性,这种物质看似是难以稳定存在的。不过,赵明毅通过对二苯氙与双齿配体超盐酸高鉲的螯合反应发现,配合物(C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>Xe·Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>分子中形成了魔键共轭体系,使得两个苯环的对位上很容易发生亲电取代反应,并且产物很稳定。因此,赵教授想到用[[超盐酸高鉲]]作保护基,六氟汞酸氯为亲电试剂,在保持魔键共轭体系的情况下制取二苯氙的稳定对氯代物。 | ||
在液态[[二氧化磋]]制冷的环境下,Cl<sub>2</sub>[HgF<sub>6</sub>]与(C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>Xe·Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>在CF<sub>4</sub>溶剂中果然迅速地反应生成了(C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>Cl<sub>)2</sub>Xe·Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>。接下来,赵教授尝试用通入氢气的方法去除保护基,因为H<sub>2</sub>和Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>也能生成稳定的魔键合电子阴离子Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>2-</sup>。这时,光谱上已经出现了两个苯环的魔键共轭体系信号。不过在反应即将完成时,忽然发生了爆炸。后来经分析,这是由于有还原性的Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>2-</sup>的魔键体系与Xe端发生作用,导致了剧烈的氧化还原反应。 | 在液态[[二氧化磋]]制冷的环境下,Cl<sub>2</sub>[HgF<sub>6</sub>]与(C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>Xe·Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>在CF<sub>4</sub>溶剂中果然迅速地反应生成了(C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>Cl<sub>)2</sub>Xe·Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>。接下来,赵教授尝试用通入氢气的方法去除保护基,因为H<sub>2</sub>和Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>也能生成稳定的魔键合电子阴离子Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>2-</sup>。这时,光谱上已经出现了两个苯环的魔键共轭体系信号。不过在反应即将完成时,忽然发生了爆炸。后来经分析,这是由于有还原性的Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>2-</sup>的魔键体系与Xe端发生作用,导致了剧烈的氧化还原反应。 |
於 2014年12月20日 (六) 13:45 的修訂
2010年9月,天朝化學會製取了一種新物質——二苯氙(C6H5)2Xe,主要反應方程式為
- XeF2+2C6H6 → (C6H5)2Xe+2HF。
趙明毅得知此消息後,很快掌握了它的合成技術,並且嘗試製取它的衍生物——一氙二苯酚或4,4'-二羥基二苯氙,Xe(C6H4OH)2。
由於苯酚基有還原性,而Xe(II)有氧化性,這種物質看似是難以穩定存在的。不過,趙明毅通過對二苯氙與雙齒配體超鹽酸高鉲的螯合反應發現,配合物(C6H5)2Xe·Ka5(Cl10)4分子中形成了魔鍵共軛體系,使得兩個苯環的對位上很容易發生親電取代反應,並且產物很穩定。因此,趙教授想到用超鹽酸高鉲作保護基,六氟汞酸氯為親電試劑,在保持魔鍵共軛體系的情況下製取二苯氙的穩定對氯代物。
在液態二氧化磋製冷的環境下,Cl2[HgF6]與(C6H5)2Xe·Ka5(Cl10)4在CF4溶劑中果然迅速地反應生成了(C6H4Cl)2Xe·Ka5(Cl10)4。接下來,趙教授嘗試用通入氫氣的方法去除保護基,因為H2和Ka5(Cl10)4也能生成穩定的魔鍵合電子陰離子Ka5(Cl10)42-。這時,光譜上已經出現了兩個苯環的魔鍵共軛體系信號。不過在反應即將完成時,忽然發生了爆炸。後來經分析,這是由於有還原性的Ka5(Cl10)42-的魔鍵體系與Xe端發生作用,導致了劇烈的氧化還原反應。
要解決這一問題,就必須使得Ka5(Cl10)4以帶正電的基團離去,這形成了一個大難題,因為電負性大於魔鍵共軛體系的基團是很難製備的。最終,趙明毅選擇的去保護試劑是C60(CN)60,它可以與超鹽酸基形成100中心220電子的穩定體系。在第二次試驗中,(C6H4Cl)2Xe順利地生成了。分析顯示這個物質中兩個苯環互相垂直,顯示D2d對稱性,有一個穩定的13中心20電子魔鍵共軛體系。
由於這一體系十分穩定,要使-Cl變成-OH是不易的。最終用強鹼和大陽離子的Sb[(CH3)3C]4OH成功使(C6H4Cl)2Xe發生了水解,生成了Xe(C6H4OH)2。 這個物質結構與(C6H4Cl)2Xe區別比較大,兩個苯環共面,兩個羥基呈反式構型,顯示C2h對稱性。對於為什麼互為等電子體的兩物質結構有區別,暫時還未有解釋。
這個物質是一個淺黃色晶體,加熱到350℃左右爆炸性分解。關於它的晶體結構、化學性質仍在測定中。
一氙二苯酚是一元強酸,pKa1=-10.36,pKa2=19,比水還弱。通過對其極限式的研究,該物質對應pKa1的羥基的氫不參與共軛體系,氧實際上是帶有部分正電的。當這個氫解離出去後,酸根的結構與(C6H4Cl)2Xe完全相同,另一個氫參與共軛體系,不過作用並不是特別強,可能是因為氫的核電荷太小,不易吸引電子。
它是目前已知常溫在水溶液中無氧化性的極少Xe化合物之一,只表現酸性,具有普通酸類如H2SO4,HCl等的通性。由於酸根陰離子很大,它的鉀,銣,銫鹽都是難溶的,pKsp分別為12.2,12.9,14.4。但是由於此陰離子幾乎不能被極化,它的銀,汞,鉈鹽是易溶的強電解質。