ПИРАМИДАЛЬНАЯ ИНВЕРСИЯ, внутримол. переход конфигурации молекулы, содержащей. трехкоординац. пирамидальный атом. например N, P, As, С-, Si- , из одной энантиомерной формы в другую. Осуществляется через промежут. форму с плоской конфигурацией (т.е. путем политопной перегруппировки):
Высота энергетич. барьера П. и DV(см. рис.) зависит от природы пирамидального атом. и заместителей. Так, энергетич. барьер пирамидальная инверсия NH3 ~ 24,7 кДж/моль (время жизни пирамидальной конфигурации т = 2,5· 10 -11 с). Он мало меняется при замещении атом.в H на группы с близкой электроотрицательностью [ ~ 9,6 кДж/моль для CH3NH2, 18,4 кДж/моль для (CH3)2NH], резко уменьшается в случае более электроположит. лигандов (напр., LiNH2) и повышается в случае более электроотрицат. заместителей (-251,4 кДж/моль для NF3).
С увеличением порядкового номера элемента в одной подгруппе барьеры пирамидальная инверсия однотипных соед. (а следовательно, и устойчивость пирамидальной конфигурации) резко возрастают, что позволяет препаративно разделять энантиомеры. например в случае CH3(C3H7)PC6H5. Для пирамидальной конфигурации PH3 t = 2,3·10-6 с, для (СН3)3Р-2 ч, для AsH3-1,4 ч. Синтезированы также оптически активные соед. As(III), сульфониевые соли. сульфоксиды. эфиры суль-финовой кислоты и сульфиниламины.
Электронные факторы, стабилизирующие переходное состояние 11. и., могут изменить геометрию молекулы от пирамидальной до плоской. Напр., барьер пирамидальная инверсия H2NCHO (плоская конфигурация) ~4,6 кДж/моль, что объясняется p-p-сопряжением в плоском переходном состоянии. Этот эффе-кт обусловливает также плоскую геометрию пиррол лов и соед., содержащих связи Si—N или P-N.
При включении атом. Э в малый цикл (азиридины) или пятичленный цикл (пирролидины) барьер пирамидальная инверсия повышается из-за дестабилизирующих плоское переходное состояние угловых напряжений (напр., в N-метилазириди-не барьер пирамидальная инверсия ~89,2 кДж/моль). Тот же эффект отмечен для изопропилоксираниевого иона и циклопропилид-аниона.
Впервые соед. с пирамидальной конфигурацией молекул в оптически активной форме - основание Трегера (ф-ла I)-получил В. Прелог в 1944.
Лит.. Вейлстеке А., Основы теории квантовых усилителей и генераторов, пер. с англ., M., 1963; Зефиров H. С., "Ж. Всес. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева" 1977, т 22, № 3, с. 261-74; Потапов В. M., Стереохимия, 2 изд., M., 1988. М.Е.Клецкий.
