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Fosforina

La fosforina ( nombre IUPAC : fosfinina ) es un elemento más pesado análogo de la piridina , que contiene un átomo de fósforo en lugar de una fracción aza . También se denomina fosfabenceno y pertenece a la clase de los fosfaalquenos . Es un líquido incoloro que resulta de interés principalmente en investigación.

La fosforina es un aceite sensible al aire [2] pero por lo demás es estable cuando se manipula utilizando técnicas sin aire (sin embargo, los derivados sustituidos a menudo se pueden manipular bajo aire sin riesgo de descomposición). [3] [4] Por el contrario, el silabenceno , un elemento pesado análogo relacionado del benceno, no solo es sensible al aire y a la humedad sino también térmicamente inestable sin una amplia protección estérica.

Historia

La primera fosforina que se aisló fue la 2,4,6-trifenilfosforina, sintetizada por Gottfried Märkl en 1966 mediante condensación de la sal de pirilio correspondiente y fosfina o su equivalente (P(CH2OH ) 3 y P(SiMe3 ) 3 ) . [3]

Síntesis de trifenilfosfabenceno

La fosforina (no sustituida) progenitora fue descrita por Arthur J. Ashe III en 1971. [2] [5] Se han desarrollado métodos de apertura de anillo a partir de fosfoles . [6]

Estructura, enlaces y propiedades

Los estudios estructurales por difracción de electrones revelan que la fosforina es un compuesto aromático plano con un 88% de aromaticidad de la del benceno . Potencialmente, su alta aromaticidad se debe a la buena adecuación de las electronegatividades del fósforo (2.1) y el carbono (2.5). La longitud del enlace P–C es de 173  pm y las longitudes de enlace C–C se centran alrededor de 140 pm y muestran poca variación. [7]

Aunque la fosforina y la piridina son estructuralmente similares, las fosforinas son mucho menos básicas. Los p K a de C 5 H 5 PH + y C 5 H 5 NH + son respectivamente −16,1 y +5,2. Los óxidos de fósforo son extremadamente inestables y añaden rápidamente nucleófilos a una especie tetracoordinada en el fósforo. Los ácidos de Lewis con enlaces posteriores fuertes (por ejemplo, el pentacarbonilo de tungsteno) pueden estabilizar un enlace dativo a partir del fósforo. [6]

Tanto los electrófilos como los nucleófilos fuertes y duros atacan preferentemente al fósforo, pero la aromaticidad del anillo es suficientemente débil como para que el resultado sea una reacción de adición y no una sustitución aromática. [6] Así, por ejemplo, el metil-litio se suma al fósforo en la fosforina, mientras que se suma a la posición 2 de la piridina. [8] Las halofosforinas experimentan una sustitución catalizada por metales nobles o zirconoceno , y las λ 5 -fosforinas exhiben una química de sustitución mucho más tradicional . [6]

A diferencia del arsabenceno , la fosforina rara vez participa en cicloadiciones de tipo Diels-Alder ; cuando lo hace, el compañero de acoplamiento debe ser un alquino extremadamente pobre en electrones. Los complejos de fosforina son reactivos de Diels-Alder tolerables. [6]

Química de coordinación

Se conocen complejos de coordinación que tienen fosforina como ligando . Las fosforinas pueden unirse a metales a través del centro de fósforo. Se conocen complejos del análogo difosfa de 2,2'-bipiridina . Las fosforinas también forman complejos pi, ilustrados por V( η 6 -C 5 H 5 P) 2 . [6]

Véase también

Referencias

  1. ^ División de representación estructural y nomenclatura química de la IUPAC (2013). Favre, Henri A.; Powell, Warren H. (eds.). Nomenclatura de la química orgánica: recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013. IUPAC – RSC . ISBN 978-0-85404-182-4. pág. 47.
  2. ^ ab Ashe, AJ (1971). "Fosfabenceno y arsabenceno". Revista de la Sociedad Química Americana . 93 (13): 3293–3295. doi :10.1021/ja00742a038.
  3. ^ ab G. Märkl , 2,4,6-trifenilfosfabenzol en Angewandte Chemie 78, 907–908 (1966)
  4. ^ Newland, RJ; Wyatt, MF; Wingad, RL; Mansell, SM (2017). "Un complejo de bis(fosfinofosfinina) de rutenio(II) como precatalizador para reacciones de transferencia-hidrogenación y de préstamo de hidrógeno". Dalton Transactions . 46 (19): 6172–6176. doi : 10.1039/C7DT01022B . hdl : 1983/8ceafa01-697c-4055-bd9f-3bfcb60d93f2 . ISSN  1477-9226. PMID  28436519.
  5. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . pág. 544. ISBN 978-0-08-037941-8.
  6. ^ abcdef Mathey, François (2011). "Phosphorus Heterocycles" en Modern Heterocycling Chemistry , 1ª ed., editado por Álvarez-Builla, Julio; José Vaquero, Juan; y Barluenga, José. Weinheim: Wiley-VCH. §23.3. doi :10.1002/9783527637737.ch23.
  7. ^ László Nyulászi "Aromaticidad de los heterociclos de fósforo" Chem. Rev., 2001, volumen 101, págs. 1229-1246. doi :10.1021/cr990321x
  8. ^ Ashe III, Arthur J.; Smith, Timothy W. "La reacción del fosfabenceno, arsabenceno y estibabenceno con metil-litio". Tetrahedron Letters 1977, volumen 18, págs. 407–410. doi :10.1016/S0040-4039(01)92651-6