оксониевые соединения

ОКСОНИЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (оксониевые соли, соли оксония)

содержат положительно заряженный атом кислорода, связанный ковалентно с орг. остатками и(или) водородом и ионной связью с анионом.

Простейшие неорганические О. с. — соли гидроксония [H₃O] ⁺ Х⁻, существующие обычно только в растворах кислот; в кристаллич. состоянии получены лишь соед. с анионами ,

Органические О. с. в зависимости от числа орг. остатков у атома О подразделяют на первичные, вторичные и третичные. Наиб. устойчивы и больше всего изучены третичные О. с. Известны след, типы третичных О. с.: [R₃O]⁺X⁻, где R — алкил или арил; карбоксониевые (алкоксикарбониевые) соли — производные карбонильных соед. (напр., соед. формул I или II) и диалкилацилоксониевые соли (напр., III):

Карбоксониевые соед. м. б. представлены резонансом структур, напр.: К О. с. относят также пирилия соли с оксониевым атомом кислорода в 6-членном ароматич. цикле и "оксановые" соед., в которых оксониевый атом кислорода соединен ковалентно с тремя атомами металла и ионной связью с анионом, напр. [(ClHg)₃O]⁺Cl⁻или [(Ph₃PAu)₃O] ⁺ BF⁻₄ .

^{ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ ОКСОНИЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, °C}

_{* т. пл. [(C6}H₅)₃O]⁺Br⁻ 182 °C, [(C₆H₅)₃O]⁺I⁻ 177–178 °C.

Свойства. О. с. — кристаллич. солеобразные вещества (см. табл.), раств. в полярных растворителях (ацетон, CH₃CN, CH₃NO₂, C₆H₅NO₂, жидкий SO₂), не раств. в диэтиловом эфире и углеводородах. Растворы О. с. в воде электропроводны, по электрич. проводимости [(CH₃)₃O] ⁺ BF⁻₄ близок к KI.

Алифатические и ароматические О. с. различаются геометрией молекул. Катион [(C₂H₅)₃O]⁺ имеет строение тригон. пирамиды с атомом О в вершине, расстояние между которым и плоскостью связанных с ним атомов углерода 0,0413 нм. В спектрах ПМР алифатических и ароматических О. с. наблюдается сдвиг сигналов соотв. -Н-атома и орто-Н-атома в слабое поле примерно на 1 м. д. по сравнению с соответствующими простыми эфирами.

Алифатические О. с. устойчивы только при наличии комплексных анионов, обладающих слабыми нуклеоф. свойствами (ВF⁻₄, РF⁻₆ , . Ароматич. третичные О. с. очень устойчивы и химически довольно инертны, они не реагируют с водой и разлагаются лишь при сильном нагревании:

Третичные алифатические О. с. — одни из самых сильных алкилирующих агентов, в очень мягких условиях легко алкилируют не только спирты, фенолы, орг. кислоты, амины, сульфиды, но и соед., не алкилирующиеся обычными реагентами (AlkHal, Alk₂SO₄), напр., амиды кислот, сложные эфиры, кетоны, сульфоксиды, тиофен (по атому серы):

С помощью третичных алифатических О. с. синтезированы чрезвычайно реакционноспособные ацетали амидов кислот и лактамов, нитрилиевые соли (последние м. б. восстановлены до вторичных аминов) и эфиры нитроновых кислот, напр.:

Карбоксониевые соед. могут реагировать с нуклеофилами по атому О или по атому С, напр.:

О. с. могут использоваться для замены анионов в ониевых солях, напр.:

Соли трифенилоксония в отличие от своих алифатич. аналогов плохо реагируют с нуклеофилами:

Они также трудно вступают в реакции электроф. замещения; при этом в отличие от др. ароматич. ониевых соед. (см., напр., галогенониевые соединения) замещение протекает в пара-положение, напр.:

Получение и применение. Общие способы получения третичных О. с. 1) Действием алкилгалогенидов на эфираты BF₃ или SbCl₅:

2) Взаимод. простых эфиров с алкилгалогенидами в присут, безводного AgBF₄:

3) Алкилированием гидроксониевых солей или первичных и вторичных О. с. диазометаном, напр.:

Борофторид триэтилоксония получают след, образом:

Третичные карбоксониевые соли получают: алкилированием карбонильных соед. третичными О. с. или алкилгалогенидами в присутствии безводного AgBF₄, а также действием BF₃ или SbCl₅ на ортоэфиры:

Первичные и вторичные О. с. получают взаимод. спиртов, простых эфиров или кетонов с комплексными кислотами [H₄Fe(CN)₆ , H₃Fe(CN)₆, H₃Co(CN)₆ , H₂PtCl₆] или с галогенидами металлов (SbCl₅ , FeCl₃ , AlCl₃ , SnCl₄, ZnCl₂) и безводным HCl. Реакцию проводят при температуре от −70 до −80 °C при полном отсутствии влаги, напр.:

Ароматические О. с. получают термолизом борофторидов арилдиазония в дифениловом эфире или внутримол. циклизацией некоторых диазосоед., напр.:

О. с. применяют гл. обр. в качестве катализаторов катион-ной полимеризации и как алкилирующие агенты. Иногда их используют для активации инертных карбонильных групп и в качестве акцептора гидрид-иона.

^{Лит.: Несмеянов А. Н., Избр. труды, т. 2, М., 1959, с. 458–60, 467–72; т. 3, М., 1959, с. 325–65; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4 Aufl., Bd 6, Tl 3, Stuttg., 1965, S. 325–65; Perst H., Oxonium ions in organic chemistry, RY., 1971.}

_{Т. П. Толстая}

Значения в других словарях

1. Оксониевые соединения — Кислородсодержащие Ониевые соединения общей формулы R3O+X–, например [(C2H5)3O]+[BF4]–. Алифатические О. с. стабильны только при наличии комплексных анионов BF4–, SbCl6– и др. Ароматические О. с. устойчивы и с простыми анионами (например, I–).  Большая советская энциклопедия