4 Органические производные металлов третьей группы
Органические производные общей формулы R3M известны для всех элементов третьей группы. В этих соединениях связь элемента с углеродом имеет более ковалентный характер, чем в соответствующих производных металлов второй группы, вследствие этого реакционная способность органических производных элементов третьей группы не столь высока, как у производных металлов второй группы. Так, например, в реакции триалкилалюминия с карбонильными соединениями вступает только одна алкильная группа:
Химические свойства элементов третьей группы с тремя органическими остатками в значительной мере определяются тем, что во внешней валентной оболочке атома элемента находятся только шесть электронов. Вследствие этого, например, триалкильные производных этих элементов очень бурно реагируют с кислородом и другими донорами электронов.
4.1 Борорганические соединения
Химия борорганических соединений привлекает внимание уникальными свойствами неожиданных полиэдрических структур, образующихся с участием атомов бора. В качестве примера можно привести карбораны, одним из которых является орто-карборан 1,2‑С2В10Н12. Его получают из ацетилена и В10Н12L2, генерируемого in situ из декаборана (В10Н14) и основания Льюиса (L = CН3СN, SR2, NR3):
Для икосаэдрического орто-карборана характерна высокая термическая и химическая стабильность, что способствовало интенсивному и широкому развитию химии его производных.
Селективно сорбирующиеся раковыми клетками соединения бора, в число которых входят и производные карборанов, могут найти применение для лечения злокачественных опухолей методом нейтронозахватной терапии. Атомы бора активно поглощают тепловые нейтроны (нейтроны, кинетическая энергия которых близка к энергии теплового движения), при этом эффективное сечение ядра бора на три порядка больше эффективного сечения ядер многих других элементов. Образовавшееся из изотопа бора В10 в результате захвата нейтрона возбужденное ядро бора В11 практически сразу распадается с образованием ядра лития и альфа-частицы с длиной пробега в живых тканях в несколько микрометров. Этот распад на стабильные ядра лития и гелия (альфа-частицы) не сопровождается образованием проникающего излучения. В соответствии с этим радиационное поражение от разлетающихся осколков ядра бора получают преимущественно сорбировавшие соединение бора злокачественные клетки. С помощью нейтронозахватной терапии уже сейчас лечат метастазы меланом и опухоли мозга. При этом в качестве избирательно сорбирующихся раковыми клетками сенсибилизаторов были выбраны токсичные соли гадолиния и очень дорогостоящая, но практически нетоксичная бороновая кислота на основе фенилаланина (4‑боронофенилаланин):
В последние три десятилетия произошло резкое изменение отношения синтетиков к бороновым кислотам и их эфирам. Из разряда узкоспецифических и малоинтересных соединений они перешли в группу первоклассных исходных продуктов, используемых для реализации альтернативных путей получения веществ с уникальными химическими и каталитическими свойствами, а также для синтеза биологически активных веществ.
Основные классы борорганических соединений представлены боранами, бориновыми кислотами и бороновыми кислотами:
Циклические эфиры бороновых кислот в соответствии с правилами номенклатуры должны рассматриваться как соответствующие модификации карбоциклических соединений, в которых атом бора занимает место одного из атомов углерода. В соответствии с этим, например, 2-фенил-4,4,5,5-тетраметил-1,3,2-диоксаборолан – это систематическое название пинаколятного эфира фенилбороновой кислоты:
