一个错误的身份案例激发了对Togni试剂结构稳定性的进一步研究

Togni试剂(左)以高能高价碘形式存在,但它的三氟甲基硫(右)不是

计算研究揭示了高能氟化试剂Togni试剂背后令人惊讶的稳定性。1

托尼试剂-命名的创造者安东尼奥Togni-是引入CF的三氟甲基化剂3.常见于药品和农用化学品中。它们是基于苯并碘酮的高价碘试剂家族的成员,将原子或官能团转移到含氧和高价碘的五元环上。

美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的斯蒂芬•布赫瓦尔德(Stephen Buchwald)及其同事最近将这种结构称为一种新的SCF3.-取代添加到苯并碘酮基高价碘家族成为问题。2光谱分析,衍生化实验和结晶海绵法帮助他们将结构重新归类为同分异构体硫过氧化物。

受这个认错人的案子启发,亨利奇科夫美国佐治亚大学的研究小组着手解释这种差异,并发现是否可能存在其他以太形式的家族成员。利用密度泛函理论(DFT),该小组计算了一系列苯并碘酮基高价碘试剂异构体之间的自由能差。在大多数情况下,五元异构体在热力学上是有利的,而由Buchwald重新定义的三氟甲基硫酰化试剂更倾向于更稳定的硫过氧化物形式——这与实验数据一致。

然而,托尼试剂I的稳定高价碘形式的能量比醚高得多。谢弗说:“这个由五人组成的戒指本应以它所拥有的能量分崩离析,但不知为何却没有。manbetx手机客户端3.0.那么,这种高度紧张的化合物是如何瓶装的呢?

在排除均溶性、杂溶性和双分子分解途径后,Schaefer的团队建立了从高价碘形式到醚的合理还原消除途径的过渡态模型。DFT计算发现Togni试剂的异构转换的过渡态太高,在室温下无法达到。Schaefer说,这可能源于碘上的轨道和苯环上的p轨道之间的有利相互作用,或者来自氧孤对的空间限制。

计算化学家汉斯·彼得Lüthi来自苏黎世瑞士联邦理工学院的他指出,理论研究对于理解实验观察是多么重要:“这项工作是量子力学建模有用性的一个很好的说明——这是非常有趣的工作,可能会打开新的高价碘化学的大门。”