Русская Википедия:Илиды

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Илиднейтральная биполярная молекула, имеющая формально отрицательно заряженный атом (обычно карбанион), непосредственно связанный с гетероатомом, который формально имеет положительный заряд (обычно азот — илиды аммониевых солей, фосфор или сера — илиды фосфония и сульфония), при этом оба атома имеют полные октеты электронов. В результате получается структура, в которой два соседних атома соединены одновременно ковалентной и ионной связями, и обычно записывается как X+–Y. Поэтому илиды также называют 1,2-Шаблон:Не переведено 5 и считают как подкласс цвиттер-ионов.[1] Илиды используются в органической химии как реагенты и интермедиаты.[2]

Название класса "илид" для химических соединений не следует путать с суффиксом принадлежности к классу "-илид".

Структура

Илиды аммония имеют полностью цвиттер-ионный характер с одинарной связью между атомами с различными зарядами, в случае илидов фосфония и сульфония вследствие участия d-орбиталей гетероатома связь принимает частично двойной характер и структура таких илидов описывается резонансом между иленовой и илидной формами:

Резонансная структура реактива Виттига

Вклад каждой из резонансных структур зависит от вида ониевого центра (то есть от гетероатома) и структуры заместителей.

Илиды фосфония

Файл:Ph3P=CH2-from-xtal-1989-3D-balls.png
Структура метилентрифенилфосфорана.

Илиды фосфония используются в реакции Виттига — превращении кетонов и особенно альдегидов в алкены. Атом фосфора в реактиве Виттига, имеющий три фенильных заместителя, несёт положительный заряд и соединён с карбанионом (несущим отрицательный заряд). Илиды бывают "стабилизированными" и "нестабилизированными".

Илид фосфония образуется из трифенилфосфина и алкилгалогенида по механизму, аналогичному
механизму SN2-замещения.

В процессе кватернизации образуется алкилтрифенилфосфониевая соль, которую далее выделяют или обрабатывают in situ сильным основанием (в данном случае бутиллитий):

Файл:Ph3PCH2prep.png

Так как реакция протекает по механизму SN2, пространственно незатруднённые алкилгалогениды реагируют с трифенилфосфином более активно, чем стерически затруднённые (такие как трет-бутилбромид).

Илиды фосфора являются важными реагентами в органическом синтезе, особенно в синтезе природных продуктов с биологической и фармакологической активностью. Большой интерес к координационным свойствам α-кетостабилизированных илидов фосфора связан с их координационной универсальностью, которая обусловлена наличием различных функциональных групп в их молекулярной структуре.

Несимметричный илиды фосфора

α-Кетостабилизированные илиды, полученные из таких бифосфинов, как Шаблон:Не переведено 5, Шаблон:Не переведено 5 и т. д., а именно [Ph2PCH2PPh2]C(H)C(O)R и [Ph2PCH2CH2PPh2]C(H)C(O)R (R = Me, Ph или OMe), образуют важный класс гибридных лигандов, совмещающих функциональность фосфинов и илидов, и которые могут существовать в илидной и енолятной формах. Такие лиганды могут образовывать разныет виды связей с ионами металлов, такими как палладий и платина.[3]

Другие типы

На основе серы

Другими распространенными илидами являются илиды сульфония и илиды сульфоксония, например Шаблон:Не переведено 5, используемый для получения эпоксидов и в Шаблон:Не переведено 5.

На основе кислорода

Илиды карбонила (RR'C=O+CRR') могут образовываться в результате раскрытия цикла эпоксидов или реакцией карбонильных соединений c электрофильными карбенами,[4] которые обычно приготовляются из диазосоединений. Илиды оксония (RR'-O+-CR'R) образуются в результате реакции между эфирами и электрофильными карбенами.

На основе азота

Существуют также илиды на основе азота, такие как Шаблон:Не переведено 5 с общей структурой

Файл:Azomethine ylide 2.svg

Илиды азота можно представить как катионы Шаблон:Не переведено 5, расположенные по соседству с карбанионом. Заместители R1, R2 электроноакцепторные. Такие илиды могут быть получены конденсацией α-аминокислот и альдегидов или же раскрытием N-замещённого азиридинового кольца под действием температуры.

Другая экзотическая группы диазотсодержащих илидов — Шаблон:Не переведено 5: R1R2N+=N, разлагающиеся с выделением азота.

Вклад илидов в резонансную структуру также имеется у cтабильных карбенов:

Файл:Stable-carbene-resonance-2D.png

Другие типы

Илиды галония можно приготовить из аллилгалогенов и металлических Шаблон:Не переведено 5. После [2,3]-перегруппировки образуется гомоаллилгалоген.

Активной формой реагент Теббе часто считается илид титана. Как и в реактиве Виттига, здесь возможно замещение атома кислорода в карбонильной группе метиленовой группой. Однако, по сравнении с ним реагент Теббе имеет меньше стерических затруднений.

Реакции

Важной реакцией илидов является реакция Виттига (для илидов фосфора), но имеются и многие другие.

Диполярное циклоприсоединение

Некоторые илиды являются Шаблон:Не переведено 5 и участвуют в Шаблон:Не переведено 5. Например, азометиновый илид является диполем в реакции Прато c фулеренами.

Отщепление водорода под действием силанов

В присутствии гомолигандных комплексов элементов 3-ей группы (в англоязычной литературе они называются homoleptic) Y[N(SiMe3)2]3, метилид трифенилфосфония может реагировать с Шаблон:Не переведено 5.[5] В ходе этой реакции выделяется H2 и образуется кремний-стабилизированный илид.

Катализируемое комплексным соединением иттрия отщепление водорода от аддукта метилида трифенилфосфония или фенилсилана

Сигматропные перегруппировки

Большинство илидов участвуют в реакциях сигматропной перегруппировки.[6] Перегруппировка Соммле-Хаузера является примером [2,3]-сигматропной реакции. Шаблон:Не переведено 5 — примером [1,2]-перегруппировки.

Шаблон:Bracket-Сигматропная реакция в некоторых фосфониевых илидах[7][8]:

Схема 1. Перегруппировка илида фосфония

Аллильная перегруппировка

Было обнаружено, что реагенты Виттига реагируют как нуклеофилы в Шаблон:Не переведено 5:[9]

Реагент Виттига в аллильной перегруппировке. 8% еновый продукт не отображен

После присоединения следует реакция отщепления (элиминирования).

См. также

  • Бетаин: нейтральная молекула с ониевым-катионом и отрицательным зарядом
  • Цвиттер-ион: нейтральная молекула с одной или несколькими парами положительных и отрицательных зарядов

Примечания

Шаблон:Reflist

Шаблон:Authority control