1,8-Bis ((hexamethyltriaminophosphazenyl) naftaleno, HMPN: un bisfosfazeno superbásico llamado "esponja de protones"

Área de la Ciencia:

• Química orgánica es la química orgánica.
• Química supramolecular de las moléculas.

Sus antecedentes:

• El desarrollo de bases orgánicas fuertes es crucial para diversas aplicaciones químicas.
• Las esponjas de protones, como el 1,8-bis(dimetilamino) naftaleno (DMAN), son conocidas por su alta basicidad.
• Las bases fosfazenas de Schwesinger representan otra clase de potentes bases orgánicas.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar una nueva superbase mediante la combinación de motivos estructurales de fosfazeno y 1,8-naftaleno.
• Evaluar la basicidad del nuevo compuesto y compararlo con las esponjas de protones y bases de fosfazeno existentes.
• Aclarar los factores estructurales y electrónicos que contribuyen a la mejora de la basicidad.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización completa del nuevo compuesto HMPN.
• Determinación de la estructura espacial de HMPN y su ácido conjugado mediante cristalografía de rayos X.
• Estimación teórica de la afinidad de protones (PA) y cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).
• La medición de pK (((BH+) en el acetonitrilo (MeCN).

Principales resultados:

• Una nueva superbase, HMPN, fue sintetizada y caracterizada con éxito.
• HMPN exhibe una basicidad excepcionalmente alta, con una PA teórica de 274 kcal/mol y pK(BH+) (MeCN) medido de 29.9.9.
• El HMPN es más de 10^11 veces más básico que el 1,8-bis(dimetilamino) naftaleno (DMAN).
• La cristalografía de rayos X y los cálculos DFT revelaron un puente de hidrógeno intramolecular asimétrico en la forma monoprotonada de HMPN.
• Los cálculos de DFT confirmaron que la alta basicidad surge del contenido energético de la base neutral y el enlace de hidrógeno intramolecular en el ácido conjugado.

Conclusiones:

• La combinación de estructuras de fosfazeno y 1,8-naftaleno produce una superbase altamente efectiva.
• El enlace de hidrógeno intramolecular en el ácido conjugado contribuye significativamente a la mayor basicidad del HMPN.
• HMPN representa un nuevo punto de referencia en la clase de esponjas de protones, superando a los compuestos existentes en basicidad.