Исследователи впервые смогли синтезировать неуловимое прежде элементоорганическое соединение, изоэлектронное и изоструктурное бензолу.

Новое гетероциклическое соединение, 1,2-дигидро-1,2-азаборин, изоэлектронно бензолу. Его синтез может дать дополнительную информацию об ароматических свойствах гетероциклических соединений, которую можно будет использовать как в сугубо фундаментальных, так и в практических целях.

Типичное органическое ароматическое соединение – бензол обладает повышенной устойчивостью из-за замкнутой системы сопряженных связей. Неорганическое ароматическое соединение – боразин, изоэлектронно бензолу, оно также проявляет ароматические свойства, однако несколько в меньшей степени.

Попытки синтеза аналога бензола, содержащего углерод, бор и азот и представляющего собой структуру промежуточную между бензолом и боразином – 1,2-дигидро-1,2-азаборина, предпринимались десятилетиями. Исследователи смогли синтезировать целый ряд производных 1,2-азаборинов, однако наиболее близкий по структуре к бензолу незамещенный 1,2-дигидро-1,2-азаборин так и не был синтезирован до настоящего времени.

Осуществить синтез 1,2-дигидро-1,2-азаборина удалось двум объединившимся группам – химиков-элементооргаников под руководством Ши-Юаня Лю (Shih-Yuan Liu) из Университета Орегона и химиков-теоретиков под руководством Дэвида Диксона (David A. Dixon) из Университета Алабамы.

Попытки синтеза 1,2-дигидро-1,2-азаборина имеют сорокалетнюю историю и были начаты еще Майклом Дьюаром (Michael J. S. Dewar), одним из пионеров в области изучения небензоидной ароматичности. Попытки синтеза 1,2-дигидро-1,2-азаборина, предпринятые в группе Дьюара и многих других группах приводили к тому, что высокая температура, необходимая для стадии дегидрирования, привоила к разрушению целевого продукта.

В группе Лю был разработан новый синтетический подход, позволивший исследователям избежать необходимости в высоких температурах. По словам Лю, ключом к успеху была подходящая N-защитная группа, которая оставалась стабильной в кислой среде, необходимой для сборки гетероцикла, и которую можно было легко удалить после введения группы B–H.

Энергия ароматической стабилизации 1,2-дигидро-1,2-азаборина составляет 21 ккал/моль, представляя промежуточное значение между энергией стабилизации бензола (34 ккал/моль) и боразина (10 ккал/моль). Случайно, при регистрации спектра ИК, было обнаружено, что 1,2-дигидро-1,2-азаборин пахнет так же, как и бензол.

Новое соединение может оказаться полезным не только для изучения гетероароматичности – синтетические методы, разработанные при получении 1,2-дигидро-1,2-азаборина могут найти свое применение для получения борсодержащих биомаркеров, фармацевтических соединений, оптоэлектроники на основе бора, а также борсодержащих материалов для хранения водорода.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200805554