Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.1: Реакції металоорганічних сполук

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    17807

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    У цьому розділі ви дізнаєтеся наступне

    • Хімічні властивості металоорганічних сполук.
    • Скоромовки реактивності та їх електронні властивості.
    • Електронні властивості віршів хімічної реактивності.
    • Застосування алкілу літію в органічних перетвореннях.

    Реакції металоорганічних сполук

    У реакціях металоорганічних сполук електропозитивних елементів переважають такі фактори, як карбоніонний характер органічного фрагмента та наявність координаційної ділянки на центральному атомі металу. Шаблони реакції:

    а. окислення
    • Всі металоорганічні сполуки є потенційно відновниками.
    • Електропозитивні елементи насправді є дуже сильними відновниками (багато хто з них мають пірофорну природу).
    • Сильний відновлювальний характер також представляє потенційну небезпеку вибуху, якщо сполуки змішуються з більшою кількістю окислювачів.

    Чому це так?

    Всі металоорганічні сполуки електропозитивних металів, які мають незаповнені валентні орбіталі, або які легко дисоціюються на фрагменти з незаповненими орбіталями, є пірофорними, наприклад\(\ce{Li4(CH3)4}\),\(\ce{Zn(CH3)2}\),\(\ce{B(CH3)3}\) і\(\ce{Al2(CH3)6}\)

    Летючі пірофорні сполуки, такі як\(\ce{B(CH3)3}\), можуть оброблятися у вакуумній лінії, а методи інертної атмосфери використовуються для менш летких, але чутливих до повітря сполук. Такі сполуки, як\(\ce{Si(CH3)4}\) і\(\ce{Sn(CH3)4}\) які не мають низько розташованих порожніх орбіталів, вимагають підвищеної температури для ініціювання горіння, і їх можна обробляти на повітрі.

    Горіння багатьох металоорганічних сполук відбувається прикореневим ланцюговим механізмом.

    б. нуклеофільний характер

    Частковий негативний заряд органічної групи, прикріпленої до електропозитивного металу, робить його міцним нуклеофілом і основою Льюїса. Це називається його карбоніонним характером, хоча сама сполука не є іонною. Алкілітієві та алкілалюмінієві сполуки та реагенти Гріньяра є найбільш поширеними реагентами карбоніону в лабораторній синтетичній хімії. Характер карбоніону зменшується для менш металевого бору та кремнію.

    Карбаніонний характер знаходить безліч синтетичних застосувань.

    clipboard_e01dc3020ec84bcb5745b4974ddc5a02e.png

    Де X = галогенід, Е = B, Si, Ge, Sn, Pb, As і Sb

    clipboard_e70aa1e5788c353fe2b574b2fed23176c.png

    c. кислотність Льюїса

    Через наявність незайнятих орбіталей на атомі металу, електронно-дефіцитні органометалічні сполуки спостерігаються як кислоти Льюїса.

    напр.\[\ce{B(C6H5)3 + LiC6H5 -> Li[B(C6H5)4]}\]

    Цю реакцію можна розглядати як перенесення сильної основи C 6 H 5 - від слабкої кислоти Льюїса Li + до більш сильної кислоти B (III).

    Металоорганічні види, які з'єднуються органічними групами, також можуть служити кислотами Льюїса, і в процесі може відбуватися розщеплення моста.

    \[\ce{Al2(CH3)6 + 2N(C2H5)3 -> 2(CH3)3AlN(C2H5)3}\]

    Електронодефіцитні металоорганічні види - кислоти Льюїса.

    Проблеми

    1. Назвіть кожне з наступних сполук і класифікувати їх: (а) SiH (СН 3) 3, (б) BCl (C 6 F 5) 2, (c) Al 2, Cl 2 (C 6 H 5) 4, (d) Li 4 (C 4 H 9) 4, (е) Рб (СН 2 Н 3).

    Рішення

    1. триметилсилан (тетраедричний мономер, електронно-точний);
    2. біс (пентафторфеніл) хлороборан (тригональний мономер, електрон-дефіцитний);
    3. тетрафенілдихлордіалюмініум (два мости Al-Cl-Al, в цій структурній формі він електронно-точний);
    4. бутилітію, а точніше, тетрабутилтетралітію (тетраедричний масив Li 4 з фенілвуглецевим мостом кожну грань, дефіцит електронів);
    5. етилрубідій, сольовий.

    2. Намалюйте структури: (а) метиллітію, (б) триметилбору, (c) гексаметилдіалюмінію, (d) тетраметилсилану, (е) триметиларсана та (f) тетрафеніларсонію.

    Рішення

    1. метиллітій: тетраедр Li з кожною гранню, обмеженою CH 3 [див. Розділ 6]
    2. триметилбор: планарний трикутний масив B і C
    3. гексаметилдіалюміній: чотири термінальні CH 3 та два мости CH 3 у дибораноподібній структурі
    4. тетраметилсилан: тетраедричний
    5. триметиларзан: пірамідальний
    6. тетрафеніларсоній: псевдотетраедричний