Superbase - Superbase

Uma superbase é um composto que tem uma afinidade particularmente alta para os prótons. Superbases são de interesse teórico e potencialmente valiosas em síntese orgânica . Superbases foram descritos e usados ​​desde 1850.

Definições

Genericamente, a IUPAC define uma superbase como um "composto com uma basicidade muito alta, como a diisopropilamida de lítio ". As superbases são freqüentemente definidas em duas grandes categorias, orgânicas e organometálicas.

As superbases orgânicas são compostos de carga neutra com basicidades maiores do que a da esponja de prótons (pK B H + = 18,6 em MeCN). "Em uma definição relacionada: qualquer espécie com uma afinidade de próton absoluta mais alta (APA = 245,3 kcal / mol) e intrínseca basicidade da fase gasosa (GB = 239 kcal / mol) do que a esponja de prótons (1,8-bis- (dimetilamino) -naftaleno). superbases comuns desta variedade apresentam grupos funcionais amidina , guanidina e fosfazeno . superbases fortes podem ser projetadas utilizando várias ligações de hidrogênio intramoleculares que estabilizam o ácido conjugado.

As superbases organometálicas, às vezes chamadas de superbases de Lochmann-Schlosser , resultam da combinação de alcóxidos de metais alcalinos e reagentes de organolítio. Caubère define superbases como "bases resultantes de uma mistura de duas (ou mais) bases levando a novas espécies básicas que possuem novas propriedades inerentes. O termo superbase não significa que uma base é termodinamicamente e / ou cineticamente mais forte do que outra, em vez disso, significa que um o reagente básico é criado combinando as características de várias bases diferentes. "

Superbases orgânicas

Protonação da base Verkade . Seu ácido conjugado tem um pK a de 32,9 em acetonitrila .

As superbases orgânicas são, em sua maioria, espécies com carga neutra e contendo nitrogênio, nas quais o nitrogênio atua como um aceitador de prótons. Estes incluem os fosfazenos , fosfanos , amidinas e guanidinas . Outros compostos orgânicos que atendem às definições físico-químicas ou estruturais de 'superbase' incluem quelantes de prótons, como as esponjas de prótons aromáticas e as bispidinas . Poliaminas multicíclicas, como DABCO também podem ser vagamente incluídas nesta categoria. Fosfanos e carbodifosforanos também são organospuperbases fortes.

Apesar da enorme afinidade por prótons, as organo-superbases podem exibir baixa nucleofilicidade.

Organometálico

Desprotonação usando LDA.

Os compostos organometálicos de metais eletropositivos são superbases, mas geralmente são nucleófilos fortes. Os exemplos incluem compostos de organolítio e organomagnésio ( reagente de Grignard ). Outro tipo de superbase organometálica tem um metal reativo trocado por um hidrogênio em um heteroátomo, como oxigênio ( alcóxidos não estabilizados ) ou nitrogênio (amidas metálicas, como diisopropilamida de lítio ).

A base de Schlosser (ou base Lochmann-Schlosser), a combinação de N -butil-lítio e de potássio terc -butóxido , é citada como uma SuperBase. O n- butil-lítio e o terc- butóxido de potássio formam um agregado misto de maior reatividade do que qualquer um dos reagentes componentes.

Inorgânico

As superbases inorgânicas são compostos tipicamente semelhantes a sal com ânions pequenos e altamente carregados, por exemplo, hidreto de lítio , hidreto de potássio e hidreto de sódio . Essas espécies são insolúveis, mas as superfícies desses materiais são altamente reativas e as pastas são úteis na síntese.

Superbases em química orgânica

Superbases são usadas em organocatálise .

As superbases mais fortes

A lista das superbases mais fortes, classificadas por sua basicidade calculada de fase gasosa (afinidade de prótons), é fornecida a seguir.

  1. orto- di-etinilbenzeno dianião
  2. Dianião meta- dietinilbenzeno
  3. Dianião para -Dietinilbenzeno
  4. Ânion monóxido de lítio
  5. Ânion metila

Veja também

Referências

  1. ^ a b Puleo, Thomas R .; Sujansky, Stephen J .; Wright, Shawn E .; Bandar, Jeffrey S. (2021). "Organic Superbases in Recent Synthetic Methodology Research". Chemistry - A European Journal . 27 (13): 4216–4229. doi : 10.1002 / chem.202003580 . PMID  32841442 .
  2. ^ Pozharskii, Alexander F .; Ozeryanskii, Valery A. (2012). "Esponjas de prótons e fenômenos de transferência de hidrogênio". Mendeleev Communications . 22 (3): 117–124. doi : 10.1016 / j.mencom.2012.05.001 .
  3. ^ "BBC - h2g2 - História da Química - Ácidos e Bases" . Página visitada em 30-08-2009 .
  4. ^ a b Superbases para a síntese orgânica Ed. Ishikawa, T., John Wiley and Sons, Ltd .: West Sussex, UK. 2009
  5. ^ IUPAC , Compêndio de Terminologia Química , 2o ed. (o "Livro do Ouro") (1997). Versão corrigida online: (2006–) " superácido ". doi : 10.1351 / goldbook.S06135
  6. ^ Raczynska, Ewa D .; Decouzon, Michele; Gal, Jean-François; Maria, Pierre-Charles; Wozniak, Krzysztof; Kurg, Rhio; Carins, Stuart N. (3 de junho de 2010). "ChemInform Abstract: Superbases and Superacids in the Gas Phase". ChemInform . 31 (33): não. doi : 10.1002 / chin.200033267 .
  7. ^ Maksić, Zvonimir B .; Kovačević, Borislav; Vianello, Robert (2012-10-10). "Avanços na determinação das afinidades protônicas absolutas de moléculas orgânicas neutras na fase gasosa e sua interpretação: uma explicação teórica" . Revisões químicas . 112 (10): 5240–5270. doi : 10.1021 / cr100458v . ISSN  0009-2665 .
  8. ^ Formica, Michele; Rozsar, Daniel; Su, Guanglong; Farley, Alistair JM; Dixon, Darren J. (2020). "Bifunctional Iminophosphorane Superbase Catalysis: Applications in Organic Synthesis". Contas de pesquisa química . 53 (10): 2235–2247. doi : 10.1021 / acs.accounts.0c00369 . PMID  32886474 .
  9. ^ Pozharskii, Alexander F .; Ozeryanskii, Valery A. (2012). "Esponjas de prótons e fenômenos de transferência de hidrogênio". Mendeleev Communications . 22 (3): 117–124. doi : 10.1016 / j.mencom.2012.05.001 .
  10. ^ Barić, Danijela; Dragičević, Ivan; Kovačević, Borislav (19/04/2013). "Design of Superbasic Guanidines: The Role of Multiple Intramolecular Hydrogen Bonds" . The Journal of Organic Chemistry . 78 (8): 4075–4082. doi : 10.1021 / jo400396d . ISSN  0022-3263 .
  11. ^ Klett, janeiro (2021). "Structural Motifs of Alkali Metal Superbases in Non ‐ coordinating Solvents" . Chemistry - A European Journal . 27 (3): 888–904. doi : 10.1002 / chem.202002812 . PMC  7839563 . PMID  33165981 .
  12. ^ Caubère, P (1993). "Unimetal Super Bases". Revisões químicas . 93 (6): 2317–2334. doi : 10.1021 / cr00022a012 .
  13. ^ Verkade, John G .; Urgaonkar, Sameer; Verkade, John G .; Urgaonkar, Sameer (2012). "Proazafosfatrano". Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis . doi : 10.1002 / 047084289X.rn00702.pub2 .
  14. ^ Kovačević, Borislav; Maksić, Zvonimir B. (2006). "Alta basicidade de afinidade de próton-fósforo de tris- (tetrametilguanidinil) fosfina e tris- (hexametiltriaminofosfazenil) fosfina por cálculos DFT" . Chemical Communications (14): 1524. doi : 10.1039 / b517349c . ISSN  1359-7345 .
  15. ^ Ullrich, Sebastian; Kovačević, Borislav; Xie, Xiulan; Sundermeyer, Jörg (2019). "Phosphazenyl Phosphines: The Most Electron-Rich Uncharged Phosphorus Brønsted and Lewis Bases" . Angewandte Chemie International Edition . 58 (30): 10335–10339. doi : 10.1002 / anie.201903342 . ISSN  1521-3773 .
  16. ^ Mehlmann, Paul; Mück-Lichtenfeld, Christian; Tan, Tristan TY; Dielmann, Fabian (02-05-2017). "Tris (imidazolin-2-ilidenamino) fosfina: Uma Superbase de Fósforo (III) Cristalina que Divide o Dióxido de Carbono" . Chemistry - A European Journal . 23 (25): 5929–5933. doi : 10.1002 / chem.201604971 .
  17. ^ Ullrich, Sebastian; Kovačević, Borislav; Koch, Björn; Harms, Klaus; Sundermeyer, Jörg (2019). "Projeto de superbases de carbono não iônicas: carbodifosforanos de segunda geração" . Ciência Química . 10 (41): 9483–9492. doi : 10.1039 / C9SC03565F . ISSN  2041-6520 . PMC  6993619 . PMID  32055322 .
  18. ^ Jianshe Kong, Tao Meng, Pauline Ting e Jesse Wong (2010). "Preparação de Ethyl 1-Benzyl-4-Fluoropiperidine-4-Carboxylate" . Sínteses orgânicas . 87 : 137. doi : 10.15227 / orgsyn.087.0137 .CS1 maint: vários nomes: lista de autores ( link )
  19. ^ Schlosser, M. (1988). "Superbases para síntese orgânica" . Pure Appl. Chem . 60 (11): 1627–1634. doi : 10.1351 / pac198860111627 .
  20. ^ MacMillan, David WC (2008). "O advento e o desenvolvimento da organocatálise". Nature . 455 (7211): 304–308. Bibcode : 2008Natur.455..304M . doi : 10.1038 / nature07367 .