在有機(jī)金屬反應(yīng)性方面,鋁被發(fā)現(xiàn)可以選擇性地破壞聯(lián)苯最堅(jiān)固的碳-碳鍵,同時(shí)使幾個(gè)較弱的鍵保持完整。
聯(lián)苯由兩個(gè)苯環(huán)通過一對鍵連接在一起,在它們之間形成一個(gè)四元環(huán)。這個(gè)中心環(huán)是反芳香族的,由于它太小,承受著很大的幾何應(yīng)變,使它的鍵更加脆弱,反應(yīng)性很強(qiáng)。在迄今為止描述的每一次斷鍵反應(yīng)中,有機(jī)金屬試劑都會攻擊中心環(huán),并使相鄰的苯環(huán)保持完整。
現(xiàn)在,英國倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn),一種鋁(I)絡(luò)合物只攻擊聯(lián)苯的苯環(huán),而忽略了反芳香中心。這種類型的選擇性,即在存在較堅(jiān)固的環(huán)系與較弱的鍵的情況下與穩(wěn)定的芳香單元反應(yīng)的方式,以前從未被觀察到。即使是一種相關(guān)的化合物,一種陰離子鋁(I)親核劑,也顯示出傳統(tǒng)的選擇性,即破壞中心鍵。
在100℃的溫度下經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)后,兩個(gè)一價(jià)鋁化合物的分子,本質(zhì)上是一個(gè)碳烯的鋁類似物,通過斷裂兩個(gè)鍵中的一個(gè)插入到其中一個(gè)苯環(huán)中。所得的兩種化合物都含有兩個(gè)五元的鋁(III)金屬環(huán)。
碳化鋁與其他有機(jī)金屬行為如此不同的原因在于其前沿分子軌道的形狀和能量,需要與聯(lián)苯碳碳鍵重疊才能發(fā)生反應(yīng)。鋁的3p軌道比第二行和第三行過渡金屬的4d和5d軌道要小。而且,鋁絡(luò)合物的最高占用分子軌道和最低未占用分子軌道是相互正交的。
要想與中心碳-碳鍵進(jìn)行有效的軌道重疊,聯(lián)苯就需要扭曲,產(chǎn)生大量的額外應(yīng)變。這就使得鋁絡(luò)合物在能量上更有利于與平坦的、可進(jìn)入的芳香體系反應(yīng)。
論文標(biāo)題為《Chemoselective C–C σ-Bond Activation of the Most Stable Ring in Biphenylene》。