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루이스 산-베이스 상호 작용 Ph3P-BH3

Overview

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과

화학의 목표 중 하나는 추세를 설명하고 반응성에 기여하는 반응제의 특성에 대한 통찰력을 제공하는 모델을 사용하는 것입니다. 물질은 고대 그리스 시절부터 산과 기지로 분류되었지만 산과 기지의 정의는 수년에 걸쳐 수정되고 확장되었습니다. 1

고대 그리스인들은 맛에 의한 물질을 특성화하고, 레몬 주스와 식초와 같은 신맛으로 산을 정의했습니다. 용어 "산"은 라틴어 용어에서 파생되어 "신 맛"을 위해 파생됩니다. 염기는 산을 중화하거나 중화시키는 능력을 특징으로했다. 특징의 첫 번째 기지는 비누를 만들기 위해 지방과 혼합 된 화재에서 재의 그였다. 사실,용어 "알칼리성"은 아랍어 단어에서 파생되어 "로스팅"을 위해 파생됩니다. 실제로, 산과 기지를 결합하여 소금과 물을 줄 수 있다는 것이 고대부터 알려져 왔습니다.

산의 첫 번째 널리 사용되는 설명은 스웨덴 화학자, Svante Arrhenius의 것입니다, 누가 1894 년에 하이드로늄 이온을 제공하기 위해 물에 해리 물질로 산을 정의하고, 수산화 이온을 제공하기 위해 물에 해리 물질로 염기. 따라서 이러한 정의는 수성산으로 제한되며 산이 양성자에게 기여하는 것이 필요하다. 2 예를 들어, 물에서 HCl은 하이드로늄 이온(H3O)+ 및 염화물 이온을 제공하기 위해 해리화되기 때문에 산이다. 보론 트리클로라이드는 물에서와 같이 산으로 간주되지 않을 것이며, 물에서와 같이 B (OH)3 및 3 HCl을 제공하기 위해 가수 분해합니다. 제품 HCl 하지만 아레니우스 산.

1923년 요하네스 니콜라우스 브뢰스테드와 마틴 로리(Martin Lowry)는 수소 이온 또는 양성자를 기증하고 받아들이는 능력에 대해 산과 기지를 독립적으로 정의했습니다. 따라서 산염-염기 공수 쌍의 개념이 나왔고, 물 이외의 용매에서 산및 염기의 정의의 확장이 이루어졌다. 예를 들어, 암모늄은 양성자를 기증하고 암모니아를 생성할 수 있기 때문에 산입니다. 암모니아는 암모늄을 제공하기 위해 양성자를 받아 들일 수 있습니다. 따라서 암모니아는 암모늄의 컨쥬게이트 기저입니다. 이 산염 염기 반응은 물, 암모니아 또는 그밖 용매에서 생길 수 있습니다.

이 비디오는 1923년에 산과 기지를 정의한 미국 화학자 길버트 N. 루이스의 산염 기본 정의를 다룹니다. 사실, 이것은 일반 화학에서 루이스 도트 구조에서 같은 루이스입니다. 그의 접근 방식은 양성자를 기증하고 받아들이는 산과 기지의 능력이 아니라 전자 쌍을 각각 받아들이고 기증하는 능력에 초점을 맞추고 있습니다. 이것은 H+가 프로토 네이션 동안 Brønsted 기지에서 전자 쌍을 받아 들이기 때문에 Brønsted-Lowry 정의를 포함합니다. 그러나, 그것은 크게 산의 정의를 확장, 지금 금속 이온 및 주요 그룹 화합물을 포괄. 여기에서, 우리는 루이스 산염 제합 부관 Ph3P-BH3의 3PNMR을 무료 트리페닐포스핀과 비교합니다.

Procedure

1. 보란 트리페닐포스핀 복합체 합성을 위한 슐렌크 라인 설치

참고: 보다 자세한 절차는 유기 화학 시리즈의 "솔벤트의 슐렌크 라인 전송" 비디오를 검토하십시오. 이 실험을 수행하기 전에 Schlenk 라인 안전을 검토해야 합니다. 유리 웨어는 사용하기 전에 별 균열을 검사해야합니다. 액체N2를 사용하는 경우 O2가 슐렌크 라인 트랩에 응축되지 않도록주의?...

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Results

보란 트리헤닐포스핀 복합체:

31 P NMR (클로로폼d,500 MHz, δ, ppm): 20.7 (광역 더블트)

트리페닐포스핀:

31 P NMR (클로로폼d,500 MHz, δ, ppm): -5.43

보란 트리페닐포스핀 컴플렉스의 31P NMR 신호는 무료 트리페닐포스핀에 비해 다운필드입니다. 이것은 인 중심에서 전자 밀도의 제거와 일치, 이는 유도체 형성에 차폐된다.

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Application and Summary

보란 트리헤닐포스핀 복합체는 루이스 어덕트의 한 예로, 루이스 기지가 루이스 산에 전자를 기증합니다. BH3 및 PPh3반드시 산 및 염기로 간주 되지 않을 것 이다, 각각, 다른 산 염기 이론을 사용 하 여, 루이스 산-베이스 이론 분자 안정 된 부덕을 형성 하는 정확 하 게 예측.

작은 분자 활성화:

전이 금속 이온은 역사적으로 루?...

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References
  1. Lesney, Today's Chemist at Work, 2003, 47-48.
  2. Miessler, P. J. Fischer and D. A. Tarr, Inorganic Chemistry, Pearson, 2014.
  3. McNulty, J.; Zhou, Y. Tetrahedron Letters, 2004, 45, 407-409.
  4. Harman and J. C. Peters, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 5080-5082.
  5. Anderson, J. Rittle and J. C. Peters, Nature, 2013, 501, 84-87.
  6. Stephan, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 10018-10032.
  7. Welch, R. R. S. Juan, J. D. Masuda and D. W. Stephan, Science, 2006, 314, 1124-1126.
Tags
Lewis Acid basePh3P BH3ChemistryAcid base ModelsReactantsSynthesisSvante ArrheniusDissociateHydronium IonsHydroxide IonsJohannes Br nstedThomas LowryHydrogen IonsSolventsAcid base Conjugate PairsGilbert LewisElectron PairsMetal IonsMain group CompoundsTriphenylphosphine Borane ComplexSynthesis And AnalysisMolecular StructureVSEPR Theory

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Overview

1:18

Lewis Acid-Base Interactions in Ph3P-BH3

3:15

Schlenk Line Set Up

3:54

Synthesis of Borane Triphenylphosphine Complex

5:39

Work Up, Isolation, and 31P-NMR

6:21

Results

7:08

Applications

8:37

Summary

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