Foszfabenzolok stabilitásának és aromásságának vizsgálata
A Li-Mg, Be-Al és B-Si elempárokra vonatkozó már régen megfogalmazott diagonál szabálynak P–C elempár rokonságára vonatkozó kiterjesztését csak nemrégiben fogalmazták meg. Ez a hasonlóság leginkább a C=P kettőskötést tartalmazó rendszerekben érhető tetten. Így az aromásság etalonjaként számon tartott benzol egy CH egységét foszforra cserélve a foszfabenzolhoz jutunk, melynek aromássága a benzoléval összemérhető. Amíg a foszfabenzol kémiáját viszonylag részletesen tanulmányozták, a két illetve három foszfort tartalmazó difoszfa- és trifoszfabenzolokkal sokkal kevesebbet foglalkoztak, előállítani e vegyületek közül csak keveset sikerült. Ugyanakkor elméleti számításokat végeztek ezekre a rendszerekre, vizsgálva stabilitásukat, aromás sajátságaikat. E munkák végkövetkeztetései között több eltérés mutatkozott. Így a jelen dolgozatban egy átfogó elméleti kémiai módszerekkel történő vizsgálatot végeztem el, melynek során tanulmányoztam a gyakorlati szempontból érdekes mono- di- és trifoszfabenzolokat, melyek közül kiemelten érdekes az 1,4-difoszfabenzol, melynek szintézisére nemrégiben egy jól általánosítható eljárást dolgoztak ki.
Az aromásságra jellemző különböző mutatók (geometriai: Bird-index, BDSHRT mérőszám, mágneses: NICS, szuszceptibilitás-növekmény, és energetikai: különböző homodezmotikus reakciók) részletes vizsgálatával megállapítottam, hogy az aromásság mértéke a többszöri foszfor helyettesítés hatására is csak kis mértékben csökken, ugyanakkor a foszforatomok növekvő számával a sík, hattagú gyűrűben a feszültség növekszik, s ezzel a rendszer stabilitása csökken. A változatlan aromásság jól értelmezhető azzal, hogy a CH-foszfor csere hatására a betöltött π-pályák energiája alig változik, s hasonló megállapítás tehető a gyökkationok stabilitására is. Ugyanakkor a szénatomokat fokozatosan cserélve foszforatomokra a betöltetlen pályák minden egyes cserénél jelentősen stabilizálódnak és ezzel együtt az elektronaffinitás is növekeszik a foszforatomok számának növekedésével. Mindennek következménye a nukleofilekkel való fokozott reakciókészség.
A reakciókészség szempontjából legizgalmasabb kérdés a hidrogén aktiválása, melynek lehetőségét az 1,3,5-trifoszfabenzol esetében kísérletileg tapasztalt irreverzibilis reakcióval igazolták. A jelen dolgozatban azt tanulmányozom, hogy lehetséges-e ezen reakciót reverzibilisen véghezvinni.
szerző
-
Mikeházi Antal János
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Nyulászi László
egyetemi tanár, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék -
