季鏻鹽離子的四個氫離子都被烴基取代後形成的季鏻陽離子的鹽,具有通式R4P+X。通常鏻為一種四級有機衍生物,如:氯化四苯鏻(C6H5)4P+ Cl- 或碘化四甲基鏻[P(CH3)4]+I

季鏻鹽

烷基三苯基鏻鹽被廣泛的應用於製備維蒂希反應中的維蒂希試劑,該鹽可從三苯基膦鹵代烴反應製備:

Synthesis of phosphonium halides from triphenylphosphine and an alkyl halide
「圖中Ph代表基,X代表鹵素

若烷基為甲基或不具位阻的伯烷基(如圖),則反應效果很好;而當烷基為仲烷基時,反應效果通常不佳;叔烷基不可製備成葉立德試劑。鏻鹽是一種穩定的化合物,通常可在乙醇中重結晶純化。

若要製備維蒂希試劑(葉立德),可先將鏻鹽懸浮於極性非質子溶劑如乙醚四氫呋喃中,然後加入強鹼(如苯基鋰正丁基鋰)去質子化製得。

一項研究[1] 闡述了當芳環帶有活化基團時,使用苯甲醇為起始原料合成醋酸鏻:

Phosphonium Acetate Synthesis from benzyl alcohols
「圖中Ac表示乙酰基,酯基被水解苯酚

醋酸鏻中的乙酰基不會影響到後續的維蒂希反應。

用途與製備

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直接含有PH4+離子的鹽十分少見,但這種離子是製備有工業上用途的四羥甲基氯化鏻時所需要的反應中間體[2]

PH3 + HCl + 4 CH2O → P(CH
2
OH)+
4
Cl

有機鏻鹽是實驗室中的常用試劑。具有P-H鍵有機鏻鹽可透過膦的質子化製備:

PR3 + H+HPR+
3

許多有機季鏻陽離子(PR+
4
)是透過有機膦的烷基化來製備。甲基三苯基碘化鏻,即維蒂希試劑的前體,就是利用將三苯基膦碘甲烷反應來生成:

PPh3 + CH3I → CH
3
PPh+
3
I

而四苯基鏻陽離子(PPh+
4
)是一種有用的沉澱劑,其效果與用於相轉移催化的季銨鹽類似。

有機鏻鹽

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由於烷基三苯基鏻的鹽很容易通過三苯基膦與鹵代烷的反應制得[3],因此被廣泛用於製備維蒂希反應維蒂希試劑中:

 
其中Ph表示苯基、X代表鹵素。

若當中的烷基是甲基或不受阻礙的一級烷基,則反應效率較高,但若是二級或更高的烷基,則反應效果很差,而三級則無法形成鎓內鹽。而這種鹽是穩定的化合物,因此可以藉由乙醇進行重結晶來純化。

製備維蒂希試劑鎓內鹽)時,會將鏻鹽懸浮於諸如乙醚四氫呋喃的溶劑中,並加入強鹼如苯基鋰正丁基鋰等強鹼。

還原反應

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鏻鹽對溫和的氧化劑穩定,但是可以被氫化鋁鋰等還原劑還原,如:[4]

Ph3PCH2Br+BrLiAlH4→ Ph3P + CH3Br + HBr

分析化學

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由於乙酸鏻鹽在乙酸中是強鹼,在乙酸汞的存在下,以龍膽紫為指示劑,可以用高氯酸對其滴定,滴定終點為綠色:[4]

R4P+Cl + Hg(CH3COO)2 → R4P+CH3COOHClO4→ R4P+ClO4 + CH3COOH

鹵化鏻

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(R3P)和鹵素(X2)反應可製得R3PX2類型的鹵化鏻。化合物Ph3PBr2(高熔點固體)可通過三苯基膦和溴反應生成,稱為:「溴化溴代三苯基鏻」或「二溴化三苯基鏻」。二溴化物和二氯化物都是商業可售試劑,可用於鹵化反應試劑,如用於的鹵代。[5]

化合物二氯化三苯基鏻Ph3PCl2,被報道在極性溶劑中為離子化合物(PPh3Cl)+Cl;而在非極性溶劑和固態中,則是具有三角雙錐形態的分子。[6]

參見

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參考文獻

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  1. ^ One-pot synthesis of benzyltriphenylphosphonium acetates from the corresponding activated benzyl alcohols Paola Hernández, Alicia Merlino, Alejandra Gerpe, Williams Porcal, Oscar E. Piro, Mercedes González and Hugo Cerecetto Arkivoc 2006 (xi) 128-136 Online article
  2. ^ Svara, Jürgen; Weferling, Norbert ; Hofmann, Thomas. Phosphorus Compounds, Organic. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley & Sons, Inc, 2008 doi:10.1002/14356007.a19_545.pub2
  3. ^ George Wittig U. Schoellkopf (1973). "Methylenecyclohexane (describes Ph3PCH2". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 751. 
  4. ^ 4.0 4.1 尹志剛. 有機磷化合物. 北京:化學工業出版社, 2011. pp 103. 第4章 釒粦鹽與磷葉立德. ISBN 978-7-122-09816-0
  5. ^ Studies in Organophosphorus Chemistry. I. Conversion of Alcohols and Phenols to Halides by Tertiary Phosphine Dihalides G. A. Wiley, R. L. Hershkowitz, B. M. Rein, B. C. Chung J. Am. Chem. Soc., 1964, 86 (5), pp 964–965 doi:10.1021/ja01059a073
  6. ^ Stephen M. Godfrey, Charles A. McAuliffe, Robin G. Pritchard and Joanne M. Sheffield Chem. Commun., 1998 921 doi:10.1039/a800820e