N（窒素）をP（リン）に置換（有機化学）

質問

有機合成では、よく同属元素で置き換えますよね。
例えば、
－OH　　　⇒　－SH　　　（チオール）
R－O－R　 ⇒　R－S－R　 （チオエーテル）
CH4　　　 ⇒　SiH4　　　（シラン）
など、

でも、N（窒素）をP（リン）で置換したものは聞かないです。
例えば、アミンだとか、アミドだとかアニリンやアゾ基などの
NをPに置き換えたものです。

確かに、結合次数などは違いすが、出来ないのでしょうか？
結合エネルギーの問題なのでしょうか？

回答No.1

inorganicchemist · ベストアンサー

アミンに対するリンの化合物としてはホスフィンPH3があります。

窒素もリンも３価と５価を比較的安定にとりますが、窒素では３価が、
リンでは５価がより安定なように思います。

ですから、りんと比較する際に同じ酸化数で比較してみてはどうでしょう？
たとえば硝酸はリン酸のリンを窒素に置き換え、イオン半径が減少した分、
脱水が起きて配位数（価数）が減少したと考えれば、系統的な議論に
なるでしょう。

また、アゾ基のようなものはカティネーションと呼ばれる性質が
関連していると思います。つまり、炭素はもっとも同種原子間の結合を
生じやすく、一般に周期表の下に向かうにつれて、このような結合は
生じにくくなります。

仮にアミドやアニリンなどの化合物の窒素をリンに置換しようとした場合、
元素のソフト、ハードの概念も役に立つでしょう。
炭素や窒素は比較的ハードな元素ですが、その下のケイ素、リン、硫黄
はかなりソフトになります。つまり、ハードなもの同士のC-N結合は
比較的安定であるが、ハード、ソフトの組み合わせになるC-P結合は
相性が悪いということです。

結合次数、エネルギーはある結合に関する定量的な情報で、上手に使えば、
有力な判断材料となりますが、今の場合は、
「～このような理由があるから結合エネルギーは小さくなるだろう。」
といった形の議論にしなければ本末が転倒してしまいますよ。

お礼

大変返事が遅れてしまい申し訳ありませんでした。

ホスフィン。言われてみるまで気づきませんでした。
ソフト・ハードの概念がこんな所にも影響しているとは
盲点でした。酸に関する事しか知りませんでした。

確かに、結合次数、エネルギーにはその原因となる理由が存在するはずで
そこを考えるべきでした。

的確なアドバイスをありがとうございます。

回答No.2

Longifolene

１級アミンに対応する１級ホスフィンR-PH2と
２級アミンに対応する２級ホスフィンR2-PHは
合成することは可能です。
しかしアミンに比べて非常に酸化されやすいため
市販はされていません。
３級アミンに対応する３級ホスフィンR3-Pは安定で
遷移金属錯体の配位子などにしばしば利用されています。

アゾベンゼンに対応するリン化合物Ph-P=P-Phは非常に不安定で
即座に２量化するようです。

お礼

お礼が遅れてしまい、大変失礼しました。

さらに詳しい、具体的な回答を頂き大変参考になりました。
自分の不勉強による質問に丁寧に答えていただきありがとうございます。