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가장 강한 산 아직 온화한-어떻게 될 수 있을까?

작년에 카보란 초산 H-(CHB11F11)가 보고되었다(도 1 참조). 1)을 합성하여 다른 모든 알려진 초산보다 강도의 우위가 확인되었다 1. 이 무수 HCl 과 화합물의 처리에 의해 제조 된 수분 고체에 매우 민감하다. 이 새로운 화합물을 폐위 또 다른 carborane 관련 superacid,즉 H-(CHB11Cl11),후자는 왕의 힘을 중산 도중 몇 년을 지속까 2014., 이것은 carborane superacids 가 온화하고 비 부식성 화합물이라는 것이 흥미 롭습니다. 어떻게 될 수 있을까? 하나는 강한 산이 매우 반응성,독성 등,강한 미네랄 HF 산이 유리를 녹이는 것을 기대할 수 있습니다!

그림 1. 이 carborane superacid H-(CHB11F11),블–불소 원자,핑크–붕소 원자,검은 탄소 원자,회색–수소 원자를 함유하고 있습니다.,

이것이 가능한 이후로 산성 힘으로 정의 가능성을 풀 수소(proton);가장 강력한산을 잃는 양성자를 가장 쉽게 따라 일반적으로 알려진 반응 HAH++다. H-(CHB11F11)산의 경우 불소와 연결된 수소(도 1 참조). 1)산도를 결정합니다. 이것은 산의 부식성이 음이온(A–)의 화학과 연결되어 있음을 여기서 언급 할 가치가있다., 이 때문에 강한 HF 산이 녹을 때 불 음이온에 강한 친핵체로 반작용 실리콘을 깨 Si-O 습니다.

음이온의 강산은 적어도 기본적인 하 말할 수 있는산,HA,잃은 쉽게 양성자와 해당하는 기초,음이온,유치 이 양성자와 함께 어려움이 있다. 의 규모의 강산은 최근에 도입으로 연결되는 후자의 진술 2;정확하게 그것에 관한 것 염기의 음이온 곳 이상 기본적인 음이온에 해당하는 강력한 HA 산입니다., 이것은 trioctylammonium 이온과 복합체에서 a–음이온의 수소 결합 수용체 능력을 평가하는 γ NH 스케일이다(그림 1 참조). 2). A-음이온의 염기성이 강할수록,약한 것은 상응하는 HA 산이고 낮은 것은 N-H 연신 주파수이다. 예를 들어,NH 실험 주파수(에서 측정 CCl4)에 대한 trioctylammonium 이온과 상호 작용의 Cl–NO3–음이온에 해당하는 알려진 HCl 및 HNO3 광산은 동일 2330cm-1 2451cm-1,각각합니다. 그것은 HNO3 가이NH 스케일에 따라 HCl 보다 강한 산이라는 것을 의미합니다.,

그림 2. 이 trioctylammonium 양이온,블루원–질소 원자,검은 탄소 원자,회색–수소 원자,N-H 스트레칭 주파수를 이 양이온 단지 음이온(A-)분석을 평가하는 강도는 하산입니다.

한편,이러한 주파수에 대한 복합체로 CHB11Cl11–고 CCH3B11F11–음이온에 해당하는 carborane 산량 3163 의 cm-1 3219cm-1,각각보다 훨씬 더 많은에 대한 잘 알려진 광산입니다., 이것은 재미있는 높은NH 스트레칭이 검색되었 B(C6F5)4–음이온,복잡한 3233cm-1,무엇을 의미할 수 있습 해당하는 H-B(C6F5)4 산은 가장 강력한다. 그러나 이것은 사실이 아닙니다! 후자의 종은 B-C 결합의 산성 분열 때문에 존재하지 않는다. 상대적으로 기본적인 용제할 수 있습을 중화하는 양성자 산하를 방지 협곡,예를 들어 같은 디에틸 에테르에서는 다음과 같은 종으., 에서는 사실에도 불구하고의 산도 solvaled 양이온이 일반적으로 백만 시간보다 낮의 벗은 양이온 그것은 여전히 높은 분류하기 위해 해당 화합물로 슈퍼산입니다. 하나 있습니다 여기에 언급하는 다른 기지와 같이,예를 들어,PF6–,SbF6 또는 배틀필드 4–는지 제대로 간주에서 문학으로 음이온에 해당하는 슈퍼산입니다. 는 가치를 주는 해당 산 존재하지 않는 경우에만,H+양이온에 관련된 상호작용으로 용제의 것으로,위에서 언급 B(C6F5)4–anion.,

슈퍼 산이라는 용어는 여기 전에 몇 번 사용되었습니다. 후자 도입되었다 초기에 지정산하는보다 강한 전통적인 광산;그것은 일반적으로 허용하는 슈퍼 산이 말하는 종으로 산도 보다 큰의 100%순수한 황산;현대적인 정의 주장하는 슈퍼산에서는 화학의 잠재력을 양성자보다 더 높은 순수한 황산입니다.,

수많은 carborane 산으로 분류될 수 있으며 슈퍼산,그들은 그보다 훨씬 더 강한 전통적인 광산;그리고 이것을 우려하지만은 염소와 불소 종 앞서 언급한 여기에 있지만 또한 moieties 는 수소 원자–이온은 단지 부분적으로 대체 할로겐 원자,또는 그것도 문제는 다른 비슷하고 관련 화합물;하나 말할 수 있는 H-(CHB11H5Cl6),H-(CHB11H5Br6),H-(CHB11H5I6),H-(CC2H5B11F11)등입니다., 다른 것들에도 적용된다는 것을 증명하 carborane 산 분류된 가운데 가장 강한 것이 있습니다:13C NMR 화학 이동 간 차이를 적절한 탄소 원자,측정한 가스 단계 entalphy 의 deprotonation,계산의 분리,에너지의 사용은 로그 Hammett 산성도 규모 등입니다. 그들 모두는지 확인하 carborane 산에도 불구하고,그들은 아직 그들을 잃는 양자가 쉽게 보다 쉽게 알려진 다른 화학 종합니다.,

카보 란 산은 다른 슈퍼 산성 매체와 크게 다르며 일반적으로 결정 성 고체이므로 쉽게 처리 할 수 있습니다. 그들은 종종 반응로의 경우도 그들의 protonation;예를 들어,H-(CHB11F11)산을 형성과 복잡한 물 또는 반응과 벤젠을 형성 benzenium 이온 salt;;이 불소 carborane 산(지금까지 가장 강력한산)반도 부탄입니다. 도., 3 여 결정의 조각 구조의 toluenium7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborate 톨루엔 solvate 취급될 수 있는 제품으로의 반응 H-(CHB11H5Br6)슈퍼산과 톨루엔:수소 원자 중 하나에 첨부된 브롬 센터가 쉽게 형성 선도 toluenium 양이온 및 CHB11H5Br6–음이온이 3.

그림 3., 조각의 결정 구조의 toluenium7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborate 톨루엔 solvate(왼쪽),회색–수소,검은 탄소,브라운–bromines,핑크–borons;구조에서 찍은 캠브리지 구조 데이터베이스의 분기 만에 결정 구조 및 상승,F.H. 앨런,액 타 뒷입니다. 2002,B58,380-388;반 데르 발스 구체와 동일한 단편이 오른쪽에 제시된다.,

도 4 는 벤제늄 이온 염을 제시한다-;이러한 결정 구조는 카보 란 슈퍼 산에 의한 벤젠,C6H6 의 양성자의 생성물 인 h-CHB11F11 이 최근에보고되었다. 그러나 그림은 b3lyp 의 결과를 보여줍니다/6-311++G(d,p)계산 4 정력 최소에있는 복합체에 대응. 실험 결과(결정 구조)와 이론적 조사(계산)사이의 우수한 합의를 볼 수 있습니다. 벤젠 모이어티는 벤젠 양이온의 대형에 있는 무슨 결과 carborane 산 보다는 더 강한 양성자를 붙듭니다., 마지막으로,여기에 간략하게 제시된 연구의 중요성에 대해 질문 할 수 있습니다. 그것은 자주 언급에서 문학 superacids 은 매우 효과적인에서 수많은 반응을 하나 말할 수 있는 그들은 매우 효과적인 촉매를 위해 다양한 electrophilic 변환 탄화수소를 모두 포화하고 향기로운 것들입니다. Superacids 의 다른 수많은 반응은 실질적인 실질적인 관심사입니다 5.