Preparação e Reatividade de uma Triphosphenium Brometo Sal: Uma fonte adequada e estável de fósforo (I)
Summary
The synthesis of a triphosphenium bromide salt is described and its use as a P+ transfer agent is outlined by reactions with an N-heterocyclic carbene and an anionic bisphosphine, yielding an NHC-stabilized P(I) cation and a P(I) containing zwitterion, respectively.
Abstract
Apresentamos aqui a síntese optimizada de um sal brometo de triphosphenium. Para além de ser um reagente de metátese versátil, este composto de baixo-valente-fósforo contendo invulgarmente estável actua como um agente de transferência de P + útil. Ao contrário de métodos tradicionais utilizados para acesso de baixo coordenar espécies de fósforo, que geralmente requerem pirofóricas precursores contendo fósforo (fósforo branco, tris (trimetilsilil) f osf ina, etc), ou agentes redutores agressivos (grafite, metais alcalinos potássio, etc), o actual abordagem não envolve reagentes pirofóricos ou explosivos e pode ser feito em grandes escalas (> 20 g) em excelentes rendimentos por alunos de graduação com formação sintética sem ar básica. O contra-ião brometo é facilmente trocado por outros aniões, tais como borato de tetrafenilo (aqui descrito), utilizando reagentes típicos de metátese sal para se obter materiais com propriedades e reactividade desejados. A versatilidade deste P + transferência de umBORDAGEM é exemplificado pelas reacções destes precursores triphosphenium com um carbeno N-heterocíclico e uma bisfosfina aniónico, cada um dos quais deslocar facilmente a bisfosfina neutra para dar um fósforo catião NHC-estabilizado (I) e um fósforo (I) contendo ião dipolar, respectivamente .
Introduction
A química dos principais elementos do grupo em anormalmente baixos de oxidação ou de valência estados tem sido uma área de interesse significativo ao longo das últimas duas décadas. 1 Além do interesse fundamental decorrente da sua ligação e estrutura única, esses compostos apresentam muitas vezes reacções que são muito diferentes dos as dos seus mais típicos homólogos estado de oxidação. Neste sentido, eles oferecem um potencial significativo como reagentes para a construção de mais principais grupo de elementos que contém materiais complexos.
Uma classe marco de fósforo baixo-valente contendo moléculas são cátions "triphosphenium" que foram relatados pela primeira vez por Schmidpeter na década de 1980. 2 Esses íons apresentam um íon dicoordinate fósforo (I) ligado por dois substituintes phosphonio, com as variantes mais estáveis construída a partir de um . quelante enquadramento 3,4 Nosso grupo tem otimizado a síntese de sais de iodetos triphosphenium 5-7 e temdemonstraram que estes compostos estáveis são agentes de transferência de P + versáteis que são úteis para a síntese controlada de fósforo (I) Os oligómeros molecular contendo, 8, 9 e zwiteriões corantes de cianina phosphamethine 10,11. Embora as sínteses originais de tais compostos de fósforo, muitas vezes envolvem perigosas molecular contendo reagentes e / ou reduzindo altamente condições, o percurso controlado apresentamos é seguro, P-átomo eficiente e conveniente. O método resulta em materiais de elevada pureza, que podem ser utilizadas como corantes, os ligandos para complexos de metais de transição e os precursores para as espécies mais complexas contendo fósforo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Estruturas cristalinas e RMN multi-nuclear (31 P, 1 H e 13 C) foram obtidos para todos os produtos relatados para confirmar a conectividade. espectrometria de massa de electrospray de ionização foi usada para confirmar a presença dos catiões e análise elementar foi usada para confirmar a pureza analítica das amostras.
É imperativo que todas as reações são realizadas em um ambiente seco e sem ar para garantir que nenhum inesperada subprodutos ou prod…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank the Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) of Canada and the Canada Foundation for Innovation (CFI) for funding and scholarship support.
Materials
| bis(diphenyl)phosphino ethane (dppe) | Strem | 1663-45-2 | 98% Stored in gloved box, used as is. |
| Anhydrous Dichloromethane (DCM) | Sigma Aldrich | 270997 | Purified through solvent purification system, or standard methods |
| Anhydrous Cyclohexene | Sigma Aldrich | 29240 | Dried over calcium hydride and distilled. |
| Phosphorus Tribromide (PBr3) | Sigma Aldrich | 157783 | 99% Stored in glove box, used as is. Air sensitive |
| Anyhydrous Tetrahydrofuran (THF) | Sigma Aldrich | 401757 | Purified through solvent purification system, or standard methods |
| Methylene Chloride-D2 (CD2Cl2) | Sigma Aldrich | DLM-23-25 | Dried over phosphorus pentoxide, vacuum transferred or distilled |
| Acetonitrile | Alfa Aesar | 5/8/1975 | Stored in glove box, used as is |
| Sodium Tetraphenylborate | Sigma Aldrich | T25402 | Stored in glove box, used as is |
| Anyhydrous Diethyl Ether | Sigma Aldrich | 673811 | Purified through solvent purification system, or standard methods |
| Anhydrous Pentane | Sigma Aldrich | 236705 | Purified through solvent purification system, or standard methods |
References
- Macdonald, C. L. B., Ellis, B. D., Swidan, A. Low-Oxidation-State Main Group Compounds. Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry. , (2011).
- Coffer (née Monks), P. K., Dillon, K. B. Cyclic triphosphenium ions and related species. Coord. Chem. Rev. 257 (5-6), 910-923 (2013).
- Schmidpeter, A., Lochschmidt, S. New Products from PCl3, P(NMe2)3, and AlCl3. Angew. Chem. Internat. Ed. in Engl. 25 (3), 253-254 (1986).
- Schmidpeter, A., Lochschmidt, S., Karaghiosoff, K., Sheldrickb, W. S. Triphosphane-l,3-di-ium Ions. J. Chem. Soc. Chem. Commun. , 1447-1448 (1985).
- Ellis, B. D., Carlesimo, M., Macdonald, C. L. B. Stabilised phosphorus(I) and arsenic(I) iodide: readily-synthesised reagents for low oxidation state main group chemistry. Chem. Commun. 15 (15), 1946-1947 (2003).
- Norton, E. L., Szekely, K. L. S., Dube, J. W., Bomben, P. G., Macdonald, C. L. B. A convenient preparative method for cyclic triphosphenium bromide and chloride salts. Inorg. Chem. 47 (3), 1196-1203 (2008).
- Ellis, B. D., Macdonald, C. L. B. Phosphorus(I) iodide: a versatile metathesis reagent for the synthesis of low oxidation state phosphorus compounds. Inorg. Chem. 45 (17), 6864-6874 (2006).
- Kosnik, S. C., Farrar, G. J., Norton, E. L., Cooper, B. F. T., Ellis, B. D., Macdonald, C. L. B. Low-Valent Chemistry: An Alternative Approach to Phosphorus- Containing Oligomers. Inorg. Chem. 11 (53), 13061-13069 (2014).
- Kosnik, S. C., Macdonald, C. L. B. A zwitterionic triphosphenium compound as a tunable multifunctional donor. Dalton Trans. 45 (14), 6251-6258 (2016).
- Binder, J. F., Swidan, A., Tang, M., Nguyen, J. H., Macdonald, C. L. B. Remarkably stable chelating bis-N-heterocyclic carbene adducts of phosphorus(I) cations. Chem. Commun. 51 (36), 7741-7744 (2015).
- Binder, J. F., Corrente, A. M., Macdonald, C. L. B. A simple route to phosphamethine cyanines from S,N-heterocyclic carbenes. Dalton Trans. 45 (5), 2138-2147 (2016).
- Pangborn, A. B., Ma Giardello, ., Grubbs, R. H., Rosen, R. K., Timmers, F. J. Safe and Convenient Procedure for Solvent Purification. Organometallics. 15 (5), 1518-1520 (1996).
- Smaliy, R. V., Beaupérin, M., et al. Hexaphosphine: A multifaceted ligand for transition metal coordination. Eur. J. Inorg. Chem. (9), 1347-1352 (2012).
- Klebach, T. C., Lourens, R., Bickelhaupt, F. Synthesis of mesityldiphenylmethylenephosphine: a stable compound with a localized phosphorus:carbon bond. J. Amer. Chem. Soc. 100 (15), 4886-4888 (1978).
- Alcarazo, M. α-Cationic Phosphines: Synthesis and Applications. Chem. Eur. J. 20 (26), 7868-7877 (2014).
