Спиросоедине́ние (спиран) (от др.-греч. σπεῖρα и лат. spīra «скручивать, сгибать, сворачивать»;[1]англ.Spiro compound или Spirane) — химическое соединение, в структуре которого содержится по меньшей мере одна пара циклических фрагментов, состоящих из ковалентно связанных между собой атомов, имеющих только один общий атом и не связанных между собой мостиковыми связями.[2][3] Такие соединенные попарно (в отдельных случаях – по трое[4]−532[5][6][7]−474) только через один общий атом карбоциклические или гетероциклические фрагменты (спиросочленённые циклы) образуют спирановый фрагмент молекулы спиросоединения, а связывающий их общий общий атом называют спироатомом[8]. Наряду с соединениями с изолированными и конденсированными циклами, а также мостиковыми и каркасными соединениями образуют группу полициклических органических соединений.
В зависимости от числа спироатомов в одном спирановом фрагменте различают моноспиросоединения (один спироатом, два или три спиросочленных циклических фрагмента) и полиспиросоединения (два и более спироатома, три и более спиросочленённых циклических фрагментов).[9] В качестве спироатомов могут выступать нейтральные атомы углерода, кремния, фосфора, серы, а также положительно заряженные атомы четырехвалентного азота (катионы тетраалкиламмония) и отрицательно заряженные атомы шестивалентного фосфора.[3]
Спиросочленённые циклические фрагменты в молекулах спиранов могут быть:
карбоциклическими, гетероциклическими, а также фрагментами неорганических циклических систем (например, трехчленные циклотрисиленовые[10] фрагменты в спиро[2.2]пентасиладиене[11]);
моноциклическими или состоять из более сложных (конденсированных, мостиковых, каркасных) циклических систем.[3]
5λ7,5',5"-спиротер[бензо[b]фосфиндол]-5-ид калия [6] – хиральноеспиросоединение с тремя циклами соединёнными через один спироатом
Спиросоединения принято рассматривать в качестве органических веществ, главным образом, из-за отсутствия данных о синтезе спиранов, не содержащих в своем составе атомов углерода. Однако определение спиросоединений позволяет отнесение к этому классу и неорганических веществ, отдельные представители которых являются предметом теоретического изучения, в частности, ряд расчётных работ по квантовохимическому моделированию методами молекулярных орбиталей и DFT посвящен изучению строения молекул неорганических спиросилоксанов.[14][15][16]−872 При этом, несмотря на определенную структурную аналогию, хелатныекомплексы, в которых два или более бидентантных лиганда соединены с одним иономметалла посредством ионных и координационныхсвязей, к спиросоединениям относить не принято.
Строение
Плоскости циклов, образующих спирановый фрагмент, взаимно перпендикулярны, что справедливо, как в случае спиросочленения двух циклов через четырёхвалентные атомы (С, Si, N+), так и в случае, когда три цикла связаны через спироатом, в качестве которого могут выступать анионы фосфора(V) или мышьяка (V).
↑K. C. Kumara Swamy, Sudha Kumaraswamy, Musa A. Said, R. S. Krishna Kishore, R. Herbst-Irmer. Cyclic hexacoordinate phosphorus compounds (англ.) // Current Science. — 2000. — Vol. 78, iss. 4. — P. 473–478. — ISSN0011-3891. — JSTOR24104006. Архивировано 7 февраля 2023 года.
↑Спиросоединения // Химическая энциклопедия : [рус.] : [арх. 6 октября 2021] : в 5 т. / под ед. Н. С. Зефирова. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 403–404. — 639 с. — ISBN 5-85270-092-4.
↑PubChem.Cyclotrisilene(англ.). pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Дата обращения: 26 февраля 2022. Архивировано 26 февраля 2022 года.
↑International Union of Pure and Applied Chemistry. Commission on the Nomenclature of Organic Chemistry.Nomenclature of organic chemistry. — 4th ed. — Oxford: Pergamon Press, 1979. — xix, 559 pages с. — ISBN 0-08-022369-9, 978-0-08-022369-8. Архивировано 29 декабря 2008 года.