鎓类化合物(Onium Compounds):关于鎓类化合物的定义,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的参见其金皮书(GoldBook 2014):通过向氮、硫族元素和卤族元素的单核母体氢化物添加一个氢而衍生的阳离子。(Cations (with their counter-ions) derived by addition of a hydron to a
mononuclear parent hydride of the nitrogen, chalcogen and halogen families.)
(H4N+) 铵 ammonium;(H3O+) 氧鎓 xonium;(H2F+) 氟鎓 fluoronium;(H4P+) 鏻 phosphonium;(H3S+) 锍 sulfonium;(H2Cl+) 氯鎓 chloronium;(H4As+) 砷鎓 arsonium;(H3Se+) 硒鎓selenonium;(H2Br+) 溴鎓 bromonium;(H4Sb+) 锑鎓 distibonium;(H3Te+) 碲鎓 telluronium;(H2I+) 碘鎓 iodonium。
关于鎓类化合物的定义,维基百科的表述是由氮族元素(第V族/第V A族/15族)、氧族元素(第VI族/第VI A族/16族)、卤素(第VI族/第VI A族/17族)的单核氢化物被质子化得到的阳离子,以及一些用其他基团(例如:有机自由基、卤素原子、四甲基铵)取代氢原子形成的衍生阳离子;更复杂的衍生物含有多个中心原子,例如亚胺离子和锖鎓离子。鎓离子带有一个正电荷,双鎓离子带有两个正电荷,依此类推。
据一些资料,进一步的扩展表述为除碳原子外,带有正电荷的非金属离子。鎓离子中带正电荷的非金属原子具有惰性气体的电子结构,其配位数(共价键数)高于(或等于)它在正常共价化合物中的配位数。非金属元素,氧、溴、硫、氮、磷、砷等,都可以形成鎓离子。
鎓离子可以进一步细分:简单鎓离子、单一取代的鎓离子、多取代的鎓离子和正二价双鎓离子。
上述所指的这些阳离子通常被称作鎓离子,这些在水溶液中能解离的有机阳离子与阴离子形成的化合物一般称为鎓盐。还有一种鎓盐称为鎓内盐(ylide),是指在相邻原子上有相反电荷的一类中性分子。鎓内盐在有机化学,尤其是有机合成中有很多应用。一般来说,鎓内盐能以共振式表示,其中一个共振杂化体具有双键。最常见的鎓内盐是磷鎓内盐。是否将介离子化合物界定为一种鎓内盐暂无定论。鎓类化合物包括鎓离子、鎓盐及其鎓内盐。
许多类的鎓盐可用作相转移催化剂,也是农药家族中的一员。据不完全统计,铵盐(H4N+)除外(铵盐约涉及37个品种),已知涉及有农药活性的鎓类化合物大约有54种,其中鎓离子有17种,鎓盐有37种(含4个鎓内盐)。截止到2021年11月,在中国登记的鎓类化合物农药品种为9个,其中除草剂有3个,分别是百草枯、敌草快和野燕枯;植物生长调节剂有3个,矮壮素、甲哌鎓和氯化胆碱;杀虫剂有2个,硫酸血根碱和三氟苯嘧啶;杀菌剂1个为小檗碱。知名品种为百草枯,影响较大的品种还有敌草快等。介离子型化合物农药可能是一个发展方向。在鎓类化合物中,禁止被作为杀菌剂使用的有孔雀石绿。另外,除草剂牧草快(cyperquat)也是一种已知的灵长类动物获得帕金森病的快速诱导剂。
参考资料
[1] GoldBook(2014)-IUPAC
2021-11-17