Бор, углерод, азот и кислород: эти четыре элемента могут образовывать химические тройные связи друг с другом благодаря схожим электронным свойствам. В качестве примера можно привести угарный газ, состоящий из одного атома углерода и одного атома кислорода, или азот в атмосфере Земли с двумя атомами азота. Химия признает тройные связи между всеми возможными комбинациями четырех элементов — но не между бором и углеродом. Это удивительно, ведь между бором и углеродом уже давно существуют устойчивые двойные связи. Кроме того, известно множество молекул, в которых тройные связи существуют между двумя атомами углерода или между двумя атомами бора.
Химики из Университета Юлиуса-Максимилиана в Вюрцбурге (Германия) устранили этот пробел: команде под руководством специалиста по бору профессора Хольгера Брауншвейга впервые удалось синтезировать молекулу с тройной связью бор-углерод, так называемый борин, который существует в виде оранжевого твердого вещества при комнатной температуре. Ученые охарактеризовали новую молекулу, а также провели первые исследования реакционной способности. Результаты ученые представили в журнале Nature Synthesis.
В новой молекуле атом бора находится в линейном расположении с атомами углерода. «В сочетании с тройной связью это очень неудобно для бора и требует особых условий. Именно поэтому потребовалось так много времени, чтобы впервые синтезировать такую тройную связь», — говорит доктор Риан Дьюхерст, соавтор исследования.
«Соединения, в которых отдельные атомы чувствуют себя "некомфортно", часто демонстрируют очень интересную реакционную способность», — объясняет Максимилиан Мишель, создавший молекулу в лаборатории. Именно на этой реактивности и сосредоточена дальнейшая работа команды. В конечном итоге это может привести к созданию инновационных инструментов для химического синтеза. Полученные результаты также могут оказаться полезными для лучшего понимания химических связей и структур.
«Еще одно преимущество, которое часто упускается из виду: фундаментальные исследования, подобные нашим, вдохновляют других ученых приложить усилия и воображение для синтеза соединений, которые могут показаться невероятными», — говорит Риан Дьюхерст. «Из таких безумных идей часто рождаются революционные достижения». Например, тефлон был открыт в ходе исследований, изначально направленных на разработку новых хладагентов, а хорошо известный суперклей появился случайно во время попыток создать прозрачный пластик.
