Новости химической науки > Цепочки германов достигают рекордной длины

На основании периодичности свойств химических элементов можно предсказать, что длинные линейные цепочки, аналогичные цепочкам углерода в углеводородах могут образовывать все элементы 14-й группы Периодической системы.

Химики уже получили полимерные материалы, в которых атомы углерода чередуются с атомами кремния германия или олова, были получены гетероэлементные модели карбоцепных полимеров – олигомерные цепочки, состоящие из атомов только кремния или только олова. Тем не менее, до настоящего времени способ получения олигомерных германовых цепочек (германы – германийсодержащие аналоги углеводородов алканов, в которых атомы германия соединены друг с другом одинарными связями) с приемлемым выходом так и не был разработан.

Синтетическая схема получения гексагермана 1. (Рисунок из Chem. Commun. 2013, DOI: 10.1039/c3cc45450a)

Тем не менее, то обстоятельство, что германийсодержащие соединения могут обладать целым рядом интересных оптических и электронных свойств, является мощным фактором, побуждающим исследователей продолжать пытаться получать германиевые цепочки – аналоги углеводородов.

Кимберли Рове (Kimberly D. Roewe) и Чарльз Вайнерт (Charles S. Weinert) из Университета Оклахомы разработали синтетический метод получения германов, с помощью которого им удалось получить производное гексагермана – соединение с самой длинной цепью –Ge–Ge– из известных к настоящему времени.

Исследователи начали с размыкания цикла фенилзамещенного циклотетрагермана, который был синтезирован ими ранее; терминальные атомы германия фрагмента Ge₄ восстанавливали водородом. На следующем этапе тетрагерман обрабатывали изопропилгерманийамидом – это позволило ввести к каждому терминальному атому по дополнительному германийсодержащему фрагменту и получить молекулу Ge₆.

Кристаллы гексагермана 1 в левополяризованном (слева) и правополяризованном (справа) свете. (Рисунок из Chem. Commun. 2013, DOI: 10.1039/c3cc45450a)

Как отмечает специалист по элементоорганической химии из Университета Мэриленда Лоуренс Сита (Lawrence R. Sita), результаты новой работы имеют большое значение, поскольку германий находится в интересной области Периодической системы, являясь по сути фронтиром, разделяющим металлы и неметаллы – он не проявляет типичных металлический свойств как олово, но его нельзя назвать и типичным неметаллом, как кремний. Возможно это особое положение германия и объясняет то, что похожие по строению производные кремния и олова были получены уже давно, а химия германов до сих пор находится в зачаточном состоянии.

Соединение с цепью Ge₆ является первым германом, достаточно длинным для проявления люминесцентных свойств. Однако, по словам Вайнерта, еще важнее то обстоятельство, что гексагерман проявляет дихроизм – если пропускать поляризованный свет через кристалл бесцветного материала в одном направлении, кристалл приобретает белую окраску, а когда поляризованным светом светят с противоположного направления, кристалл приобретает интенсивно-синее окрашивание. По словам исследователей, это свойство может позволить применять новое соединение в оптических фильтрах.

Источник: Chem. Commun. 2013, DOI: 10.1039/c3cc45450a

метки статьи: #органический синтез, #химия полимеров, #элементоорганическая химия