化学家们首次合成了一种卤素间化合物,其中心氟原子由四个BrF5基团配位[NMe4][Br4F21]·BrF5中独一无二的卤素间离子代表了中心四配位氟既不与金属原子也不与氢原子桥接的第一个例子。
四配位氟原子在离子化合物中是已知的,例如在CaF2中。4-氟原子存在于五氟化四氢离子和少数金属化合物中。
去年,由德国马尔堡菲利普斯大学的Florian Kraus领导的一个团队合成了[Br3F16] -, 2,它有一个三配位的中心氟离子。现在,在他们之前的工作的基础上,Kraus和他的同事们使用了一种空间要求很高的[NMe4]+反离子来形成体积更大的含有μ 4-氟的卤素间离子[Br4F21] -。

μ4-F原子被4个BrF5分子以类似四面体的形状包围
卤素氟化物以其极端的反应性而闻名,合成并不是没有挑战的。该团队首先尝试将纯BrF5与[NMe4]F反应,但两种化合物之间的剧烈反应导致了小规模爆炸,一天的工作瞬间付之一炬。在寻找替代方法的过程中,他们遇到了卡尔·克里斯特(Karl Christe)在1983年的研究,该研究帮助他们可靠地获得了[NMe4][BrF6],他们继续尝试在低温下将[NMe4][BrF6]与过量的BrF5进行受控反应。它工作。新西兰怀卡托大学(University of Waikato)的合成氟化学家格雷厄姆·桑德斯(Graham Saunders)评论说:“从技术上讲,这是一项非常困难的工作,但它非常优雅。”
破译这种化合物的结构也是一个挑战,因为它最初看起来非常复杂。然而,通过关注离子和BrF5分子的中心,研究小组发现其晶体结构与mgagas型结构相似。马尔堡小组成员Martin M?bs说:“虽然这两种化合物在化学上相差不大,但它们在结构上却密切相关。”额外的量子计算表明,μ4-氟-溴键最好被描述为离子键。
来自美国约翰霍普金斯大学的有机氟化学家Thomas Lectka评论说:“将氟离子封装在非金属无机框架中,使其与四个不同的部分结合,这真的很不寻常,因为通常你不会预料到这种键的排列。”桑德斯补充说:“这是一个有趣的结果,我认为它将激发更多关于含氟卤素的研究。”
但是,虽然BrF5的μ3-氟和μ4-氟多核阴离子现在已经被分离出来,但M?bs得出的结论是,“氟离子被两个BrF5分子包围的阴离子[Br2F11] -仍然缺失。”
更正:该图像更新于2024年2月9日

