Самая длинная связь углерод-углерод

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2018, №5)

pic_2018_05_19.jpg

Нейтральные углеводороды с удлиненными одинарными связями С—С

Химическую связь С—С, свойственную органическим соединениям, по праву можно считать самой изученной. Казалось, ученые давно узнали о ней все, однако результаты нового исследования говорят, что это не так («Chem», 2018, 4, 4, 795—806, doi: 10.1016/j.chempr.2018.01.011)...

Ранее было установлено, что одинарные связи углерод-углерод, длина которых в среднем 1,54 Å, можно растянуть с помощью объемных заместителей. Отталкиваясь, они вынуждают удаляться друг от друга и атомы углерода, с которыми связаны, — соответственно увеличивается расстояние между ними, то есть удлиняется связь С—С. Таканори Судзуки и Юсуке Исигаки с коллегами из Университета Хоккайдо синтезировали молекулу со связью С—С рекордной длины (1,806 Å). Такое расстояние между атомами углерода превышает не только максимальную длину связи С—С, определенную с помощью квантово-химических расчетов, но и минимальное расстояние, для которого теоретически возможно связывание между двумя углеродами («Journal of the American Chemical Society», 1992, 114 (10), 3980—3981; doi: 10.1021/ja00036a057).

До этого рекорд принадлежал Петеру Шрайнеру и Андрею Фокину, которые в 2011 году получили соединение со связью С—С длиной 1,704 Å («Nature», 2011, 477, 308—311; doi: 10.1038/nature10367). Судзуки и Исигаки сначала провели компьютерное моделирование, а затем синтезировали производное диспи-ро(дибензоциклогептатриена), в котором прежний рекорд удалось увеличить на 0,1Å. Простая углерод-углеродная связь в этом соединении почти в 1,2 раза длиннее связи С—С в алканах.

Как удалось побить рекорд? Хитрость заключается в строении синтезированного углеводорода. Это устойчивое соединение, в структуре которого есть фрагмент со значительным напряжением и два вынужденно сближенных фрагмента, стремящихся оказаться на максимально возможном расстоянии друг от друга и растягивающих связь углерод-углерод. Существование связи С—С было подтверждено наблюдением валентных колебаний этой связи в спектре комбинационного рассеяния; а ее длину определили с помощью рентгеноструктурного анализа.

Соединения с экстремально длинными или экстремально короткими межатомными расстояниями позволяют нам глубже понять природу химической связи, в частности ответить на фундаментальный вопрос: «При каких условиях атомы перестают связываться друг с другом?»



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 5/2018) на с. 19.

Разные разности

12.09.2018 18:00:00

Сотрудники геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова провели исследования арктического кратера на полуострове Ямал, выяснили причину его образования и открыли новое геологическое явление, ранее известное только для ледяных планет и планетоидов.

>>
07.09.2018 10:00:00

Сотрудник кафедры зоологии позвоночных МГУ имени М.В. Ломоносова в ходе международной экспедиции нашёл и описал новый вид тонконогих чесночниц. Вид назвали Leptobrachium tenasserimense.

>>
04.09.2018 10:00:00

...возможно, на Марсе есть подледное озеро жидкой воды шириной 20 км...


...редактирование геномов с помощью CRISPR-Cas9 может вызывать обширные делеции и геномные перестройки, затрагивающие многие тысячи нуклеотидов и потенциально патогенные...


...гугл-очки с функцией распознавания эмоций по выражению лица снижают проявления аутизма у детей...


>>
31.08.2018 10:00:00

Однозначно ответить на вопрос, какая сила позволяет паукам летать на своей расправленной паутине, никто не может почти двести лет. Похоже на электрическое явление, но никто пока что не собрался изучить связь паука с электричеством. Этот промах исправили Эрика Морли и Дэниэл Роберт из Бристольского университета.

>>
29.08.2018 13:00:00

Ответ на вопрос, заданный в заголовке, искали орнитологи во главе с Мартином Найфеллером из Базельского университета. Правда, не для всех птиц, а для тех, что уничтожают вредителей садов и огородов.

>>