有机氙化合物 (英語:Organoxenon compound )是指含有碳—氙键的有机化合物 。最早制得有机氙化合物都是二氟化氙 的衍生物,例如(C6 F5 )2 Xe。第一种正四价的有机氙化合物[C6 F5 XeF2 ][BF4 ]于2000年制得。[1] 至今为止,已经制得了上百种有机氙化合物。
多数有机氙化合物是比氟化氙更不稳定的物质,因为分子的极性更强。二氟化氙和四氟化氙的偶极矩均为0D ,而有机氙化合物由于对称性差大多有极性。最初制得的这类物质只含有全氟代有机基团,后来也发现了一些含氢的取代基 ,例如2,4,6-三氟苯基。[2]
二氟化氙衍生物
最常用的二氟化氙 衍生物是C6 F5 XeF,经常使用它作为制备其他有机氙化合物的原料。由于氟化氙不稳定,使用一般的有机化学试剂不能制得二氟化氙的有机衍生物。常用的氟化剂包括Cd(ArF )2 (下标F代表含氟芳基 )、C6 F5 SiF3 、C6 F5 SiMe3 (需与含氟离子的试剂共同使用)。使用更强的路易斯酸 C6 F5 BF2 可以制得离子型化合物[RXe][ArF BF3 ]。烯基 和烷基 有机氙化合物也可用上文的氟化剂 制得,例如C6 F5 XeCF=CF2 和C6 F5 XeCF3 。
几种典型的制备方法如下所示:
2
C
6
F
5
X
e
F
+
C
d
(
C
6
F
5
)
2
→ → -->
X
e
(
C
6
F
5
)
2
+
C
d
F
2
↓ ↓ -->
{\displaystyle {\rm {\ 2C_{6}F_{5}XeF+Cd(C_{6}F_{5})_{2}\rightarrow Xe(C_{6}F_{5})_{2}+CdF_{2}\downarrow }}}
C
6
F
5
X
e
F
+
M
e
3
S
i
C
N
→ → -->
C
6
F
5
X
e
C
N
+
M
e
3
S
i
F
{\displaystyle {\rm {\ C_{6}F_{5}XeF+Me_{3}SiCN\rightarrow C_{6}F_{5}XeCN+Me_{3}SiF}}}
C
6
F
5
X
e
F
+
C
d
(
2
,
4
,
6
− − -->
C
6
H
2
F
3
)
2
→ → -->
2
,
4
,
6
− − -->
C
6
H
2
F
3
X
e
C
6
F
5
+
C
d
F
2
↓ ↓ -->
{\displaystyle {\rm {\ C_{6}F_{5}XeF+Cd(2,4,6-C_{6}H_{2}F_{3})_{2}\rightarrow 2,4,6-C_{6}H_{2}F_{3}XeC_{6}F_{5}+CdF_{2}\downarrow }}}
此外第三个反应还产生(C6 F5 )2 Xe、Xe(2,4,6-C6 H2 F3 )2 等副产物。
作为起始原料的C6 F5 XeF可以由三甲基五氟苯基硅烷 与二氟化氙反应制备。也可以向该物质与五氟化砷 的加合物中加入含氟离子的试剂得到它。[2]
这些取代反应都是通过静电引力形成四元环状过渡态,然后重新成键的机理的进行的。这类化合物多数在室温以下就快速分解,因此只能在低温惰性溶剂中进行制备和研究。
四氟化氙衍生物
2000年,Karel Lutar与Boris Žemva等人以二氯甲烷 为溶剂,使四氟化氙 和二氟(五氟苯基)硼在-55°C时反应,生成了一种离子化合物。
X
e
F
4
+
C
6
F
5
B
F
2
→
− − -->
55
o
C
C
H
2
C
l
2
[
C
6
F
5
X
e
F
2
]
+
B
F
4
− − -->
{\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+C_{6}F_{5}BF_{2}{\xrightarrow[{-55^{o}C}]{CH_{2}Cl_{2}}}[C_{6}F_{5}XeF_{2}]^{+}BF_{4}^{-}}}}
经测定,它的结构可表示为[C6 F5 XeF2 ][BF4 ]。这种化合物是很强的氟化剂,能将三(五氟苯基)膦 氟化成二氟化三(五氟苯基)膦((C6 F5 )3 PF2 ),氟化五氟苯基碘 成二氟化五氟苯基碘(C6 F5 IF2 ),甚至可将碘单质转化为五氟化碘 。[1]
参见
图例 与碳所成的化学键 系 有机化学重要研究对象 有广泛应用的领域 仅是学术研究的对象 尚未发现此类键
参考资料
^ 1.0 1.1 LeBlond, Nicolas, Lutar, Karel, Žemva, Boris. The First Organoxenon(IV) Compound: Pentafluorophenyldifluoroxenonium(IV) Tetrafluoroborate. Angewandte Chemie International Edition. 2000-01-16, 39 (2): 391–393.
^ 2.0 2.1 FROHN, H. C6F5XeF, a versatile starting material in xenon-carbon chemistry. Journal of Fluorine Chemistry. 2004-05-31, 125 (6): 981–988. doi:10.1016/j.jfluchem.2004.01.019 .
氙(0) 氙(I) 氙(II)
氙(IV)
氙(VI) 氙(VIII)
含氦 物质 含氖 物质 氩 化合物氪 化合物氙 化合物
氙(0)
氙(I)
氙(II)
氙(IV)
氙(VI)
氙(VIII)
氡 化合物