名称:
Competition between Hydrogen Bonds and Lewis Acid-Base Interactions in the Equilibria between Bis(pentafluorophenyl)borinic Acid and Pyridine: Insights from NMR, Diffractometric and Computational Studies
摘要:
摘要
本研究使用质子和氟核磁共振光谱、X射线衍射和密度泛函理论计算,研究了路易斯碱吡啶和双(五氟苯基)硼酸Ar2BOH(1,Ar=C6F5)之间的相互作用。先前的研究表明,后者在溶液中存在单体(1m)和一个环三聚体(1t)的平衡混合物,比例不定,并且在路易斯碱的存在下,通过形成强的1t···L氢键来稳定三聚体。在本研究中,加入0.33当量的吡啶后,低温核磁共振光谱显示出去质子化的1t(负离子3),强烈地与吡啶阳离子Hpy+形成氢键。1JHN(88 Hz)的高值证实了该阳离子的存在。密度泛函理论计算证实了O-···H–N+限制形式比中性O–H···N形式更稳定。可变温度核磁共振光谱显示Hpy+·3离子对具有高的构象自由度。在高于260 K的温度下,3发生可逆的部分裂解,生成1m和吡啶与1m(2py)或其酐(5py)的路易斯酸碱共价加合物。降温后裂解是完全可逆的。在1当量的吡啶存在下,加合物2py成为溶液中唯一的物种,表明吡啶的路易斯碱性在这里起主要作用,与先前观察到的其他碱不同。然而,氢键相互作用促进了2py的超分子组织形成,形成环四聚体,由X射线单晶衍射分析揭示。之前在1和1,8-双(二甲氨基)萘(DMAN)的反应中观察到去质子化的三聚体3。然而,在与吡啶的反应中,由于其较低的Brønsted碱性,逐步去芳基过程在反应中起到非常边缘的作用。
附加材料请参阅在线版本。支持信息可用:核磁共振光谱表征的详细信息(图S1-S4),计算化学位移(表S1),X射线衍射分析的详细信息和几何参数表(表S2-S3)。