J. Taraba, Z. Žák

Katedra anorganické chemie, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-611 37 Brno, Česká republika, taraba@chemi.muni.cz;

Základnímu výzkumu v oblasti nových anorganických iontů se zvláště v poslední době věnuje celosvětově značná pozornost, nejen kvůli možnému studiu vztahů vazebných možností a molekulové a krystalové struktury, ale i stále častějšímu využívání těchto látek, obsahujících například síru a dusík v chemické syntéze jako stabilizační faktor studovaných chemických reakcí. Dále se stále častěji objevují v odborné literatuře články popisující možnosti využití těchto látek elektrochemii a chemické analýze.

Studium reaktivity halogenidů anorganických oxokyselin s aminy se věnují přední světové laboratoře již bezmála sto let. V této problematice bylo publikováno nepřeberné množství syntetických prací vedoucích k přípravě vnitřně iontových solí (betainů). Příkladem může být i práce R. Appela, R. Helverta^1,2, ve které je popisována reakce dichloridu imido-bis(sírové) kyseliny s trimethylaminem v prostředí acetonitrilu. Reakcí vzniká vnitřně iontová sůl ClSO₂N^-SO₂N⁺Me₃ (I) , kterou autoři charakterizovali elementární analýzou a vibračními spektry.

HN(SO₂Cl)₂ + 2 (CH₃)₃N → Cl-SO₂-N^--SO₂-N⁺(CH₃)₃ + [(CH₃)₃NH]Cl

Z důvodu zájmu o studium reaktivity I, zvláště pak ClSO₂ části molekuly, jsme se pokusili látku I připravit a v první fázi doplnit o výsledky charakterizace dnes již běžnými instrumentálními technikami (NMR a rtg. strukturní analýza). Rtg. strukturní analýza prokázala, že se nejedná o vnitřně iontovou sůl o vzorci ClSO₂N^-SO₂N⁺Me₃, ale o iontovou sloučeninu (II) s kationtem Me₃N⁺SO₂N^-SO₂N⁺Me₃ (IIa) a aniontem ClSO₂N^-SO₂Cl (IIb). Uvážíme-li, že 2 [ClSO₂NSO₂N(CH₃)₃] = [(CH₃)₃NSO₂NSO₂N(CH₃)₃] + [ClSO₂NSO₂Cl], je omyl Appela a Helverta, s ohledem na tehdejší instrumentální možnosti, pochopitelný.

Ještě zajímavějších výsledků jsme se dočkali při studiu reaktivity II s vodnými roztoky alkalických hydroxidů a minerálních kyselin. Při reakci se silnou bazí (např. NaOH) dochází prakticky okamžitě k rozpadu celé molekuly. Při reakci v silně kyselém prostředí dochází jen k rozpadu anionické části molekuly IIb a vzniku soli kationtu IIa kompenzovaného aniontem použité kyseliny. Tímto způsobem byla připravena a charakterizována celá řada doposud neznámých solí IIa (NO₃^-, SO₄^2-, MeSO₃^-, Cl^-, FeCl₄^- atd.).

Ve finální fázi výzkumu jsme se zaměřili na vlastní strukturu IIa, zvláště pak na rozložení náboje v molekulovém orbitalu. Bylo provedeno měření elektronových hustot rtg. difrakcí a získané výsledky byly porovnány s výsledky molekulového modelování.

Výsledky získané studiem této problematiky vedli k sepsání publikace, která byla odeslána k publikování do Inorganic Chemistry.

Poděkování : Děkuji Grantové agentuře České Republiky za finanční podporu tohoto projektu.
Číslo registrace grantu: 203/05/P104

Literatura

1. Appel R., Helvert R. Angew. Chem. 79, 937-8 (1967)

2. Appel R., Helvert R. Chem. Ber. 101, 1743-45 (1968)