五甲基鉍

五苯基鉍是一種有機鉍化合物,由五個甲基和一個原子組成,化學式 Bi(CH3)5。它是一種超價分子。它的分子構型為三角雙錐[2]

五甲基鉍
IUPAC名
Pentamethyl-λ5-bismuthane
識別
CAS號 148739-67-7 [1]
PubChem 21933141
SMILES
 
  • C[Bi](C)(C)(C)C
性質
化學式 C5H15Bi
摩爾質量 284.15 g·mol−1
外觀 藍紫色固體
相關物質
相關化學品 三甲基鉍
五甲基砷
五甲基銻
五甲基鉭
五苯基鉍
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

製備

五甲基鉍的製備是一個兩步反應。首先,三甲基鉍硫酰氯反應,形成二氯三甲基鉍。二氯三甲基鉍再和兩倍的甲基鋰乙醚溶液反應,形成藍色溶液。[3]藍色溶液再冷卻到 −110 °C ,得到固體五甲基鉍。

Bi(CH3)3 + SO2Cl2 → Bi(CH3)3Cl2 + SO2
Bi(CH3)3Cl2 + 2LiCH3 → Bi(CH3)5 + 2LiCl

性質

 
五甲基鉍分子的能級和形狀

在 -110 °C下,Bi(CH3)5 是一種藍紫色固體。這些甲基以三角雙錐結構排列,每個 Bi-C 鍵的鍵長一樣。然而,該分子不是剛性的,這可以從核磁共振光譜中確定,該光譜表明所有甲基都是一樣的。[3]固態五甲基鉍是穩定的,不過在氣態時,加熱或溶於溶液都會分解成三甲基鉍[2][3]五甲基鉍是藍紫色的,這對於氮族元素化合物是不尋常的(通常是無色)。計算顯示這種顏色是由 HOMO-LUMO 能隙導致的。五甲基鉍的HOMO 是來自配體的,而 LUMO 是由相對穩定的鉍 6s 軌道產生的。[4]

反應

如果製備過程中加入過多的甲基鋰,會形成橙色的六甲基鉍(V)酸鋰 LiBi(CH3)6[5]這是非常不尋常的,因為只有少數原子可以和六個有機基團成鍵。[3]

參考資料

  1. ^ Urben, Peter. Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards. Academic Press. 2013: 742 [2021-07-14]. ISBN 9780080523408. (原始內容存檔於2021-07-14) (英語). 
  2. ^ 2.0 2.1 Greene, Tim M.; Downs, Anthony J.; Pulham, Colin R.; Haaland, Arne; Verne, Hans Peter; Volden, Hans Vidar; Timofeeva, Tatjana V. Molecular Structures of Pentamethylarsenic(V) and Trimethyldichloroarsenic(V) by Gas Electron Diffraction and ab Initio Calculations:? Molecular Mechanics Calculations on Pentamethylarsenic(V), Pentaphenylarsenic(V), and Related Compounds. Organometallics. November 1998, 17 (24): 5287–5293. doi:10.1021/om980520r. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Wallenhauer, Stephan; Seppelt, Konrad. Methylbismuth(V) Compounds. Angewandte Chemie International Edition in English. 18 May 1994, 33 (9): 976–978. doi:10.1002/anie.199409761. 
  4. ^ Conradie, Jeanet; Ghosh, Abhik. The Blue-Violet Color of Pentamethylbismuth: A Visible Spin-Orbit Effect. ChemistryOpen. February 2017, 6 (1): 15–17. PMC 5288750 . PMID 28168144. doi:10.1002/open.201600131.   
  5. ^ Wallenhauer, Stephan; Seppelt, Konrad. Antimony(V) and Bismuth(V) Methyl Compounds: A Structural Comparison. Inorganic Chemistry. January 1995, 34 (1): 116–119. doi:10.1021/ic00105a021. 

擴展閱讀

  • Gagnon, Alexandre; Dansereau, Julien; Le Roch, Adrien. Organobismuth Reagents: Synthesis, Properties and Applications in Organic Synthesis. Synthesis. 2 March 2017, 49 (8): 1707–1745. doi:10.1055/s-0036-1589482.