Ковалентная связь В–В открывает новые перспективы борорганики. Химия.
Борсодержащие химические соединения весьма редко образуют простые структуры с привычными двухцентровыми двухэлектронными связями. Электрононедостаточность бора приводит к тому, что его атомы обладают высоким значением льюисовской кислотности, и в производных бора чаще всего образуются многоцентровые многоэлектронные химические связи.
Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (29), 11058
Двухцентровые двухэлектронные ковалентные связи очень распространены в соединениях большинства неметаллов – например, углерода, однако для бора характерно образование более сложных структур. Так, в простейшем водородном соединении бора – диборане (B2H6) два атома бора и два атома водорода объединены в единый ансамбль за счет электронного облака, образованного четырьмя электронами – по одному электрону с каждого атома бора и по одному – с каждого атома водорода.
Уже давно высказывались предположения, что введение в диборан сильных электронодонорных заместителей, способных значительно увеличить электронную плотность на атоме бора, потенциально может способствовать разрушению многоцентровой многоэлектронной системы и образованию двухцентровой двухэлектронной связи между атомами бора. Однако до настоящего времени попытки получения и выделения соединений подобного типа заканчивались неудачей, и вместо соединений со связью В–В образовывались либо борсодержащие кластеры с многоцентровыми многоэлектронными связями, либо происходило понижение нуклеарности борсодержащих соединений и образование моноборсодержащих производных.
Стратегия, которую Мацуо и Тамао использовали для получения соединения с ковалентной связью В–В заключалась в том, что в качестве исходного соединения был выбран прекурсор борана, в котором с каждым атомом бора была связана стерически объемная группа – Eind. Исследователи из Японии предполагают, что ранее предпринятые попытки возможно и оканчивались частичным успехом – возможно, что в прежних синтезах связь В–В и могла образоваться, но исследователи ранее не смогли разработать методы «защиты» этой связи, и соединения с двухцентровыми двухэлектронными связями бор-бор быстро разрушались, вступая в последующие химические реакции. Объемные группы, использованные Мацуо и Тамао, смогли блокировать протекание вторичных реакций и успешно выделить анионное соединение со связью В–В.