Abstract

For carbenes as ambiphilic compounds there is no single scale for estimating their electron properties.Aim. To consider the known methods of estimating the electron-donating and electron-withdrawing properties of carbenes, first of all, created by the authors of the article, and show their possibilities in predicting the properties of carbenes.Materials and methods. The studies were performed using the DFT (B3LYP5/6-311G/RHF) method to estimate proton affinity, DFT (B3LYP5/3-21G/RHF and B3LYP5/3-21G/UHF) to determine chemical hardness and electronic indices.Results and discussion. The electronic properties of carbenes, including thermodynamic parameters, such as proton affinity (PA), chemical hardness η, and new electronic indices Ie, are discussed in the paper. With their help, the electron-donating and electron-withdrawing ability of a wide range of carbenes of both nucleophilic and electrophilic type has been estimated. It has been shown quantitatively that the electronic properties of carbenes depend both on the backbone of the molecule (for example, the type of the heterocyclic nucleus) and on substituents. The above data show the ways of regulating the structure of carbenes to achieve certain characteristics, which together with stability factors can be used in the design of structures for the synthesis and practical application.Conclusions. The author’s results of estimating proton affinity, chemical hardness and electronic indices for the design and use of carbene compounds are considered. Electronic indices have been shown to have some advantages over others for determining the nature (electron-donating and electron-withdrawing) of carbenes.

Highlights

  • For carbenes as ambiphilic compounds there is no single scale for estimating their electron properties

  • It has been shown quantitatively that the electronic properties of carbenes depend both on the backbone of the molecule and on substituents

  • The above data show the ways of regulating the structure of carbenes to achieve certain characteristics, which together with stability factors can be used in the design of structures for the synthesis and practical application

Read more

Summary

Протонна спорідненість нуклеофільних гетероциклічних карбенів

Протонна спорідненість (РА) є однією з характеристик електронодонорної здатності карбенів. У роботах [26, 27] досліджено показники РА в газовій фазі для широкого ряду гетероциклічних карбенів, що відносяться до нуклеофільних систем. Що такі нуклеофільні сполуки можна умовно поділити на три типи: 1) нейтральні сполуки з високою протонною спорідненістю (РА = 230 – 270 ккал/моль); 2) нейтральні сполуки з підвищеною протонною спорідненістю (РА = 275 – 317 ккал/моль); відносно першої групи містять у структурі сильні електронодонорні групи; 3) заряджені суперелектронодонорні сполуки, що містять у молекулі один або більше аніонних центрів (РА = 330 – 460 ккал/моль). Але параметр РА показує лише один з боків електронних властивостей карбенів – їх електронодонорну здатність по відношенню до протона. В подальшому ми покажемо, що для їх повнішої оцінки ці параметри можуть бути доповнені та входити до складу нових електронних індексів

Хімічна жорсткість карбенів
H N i-Pr i-Pr i-Pr
Електронні індекси карбенів

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.