Що таке металоорганічна хімія?

Last updated
Save as PDF

Page ID: 104845

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

Почнемо з декількох простих питань: що таке металоорганічна хімія? Що, вивчивши металоорганічну хімію, ми дізнаємось про світ, якого раніше не знали? Чому предмет варто вивчати? І які види проблем має на увазі вирішувати суб'єкт? Мета цієї публікації полягає в тому, щоб дати найкращі відповіді, які я зараз знаю на ці питання. Мета цієї публікації без вмісту двояка: (1) допомогти мотивувати нас, коли ми рухаємось вперед (тобто постійно нагадувати нам, що у всьому цьому є сенс!) ; і (2) проілюструвати види проблем, які ми зможемо вирішити, використовуючи концепції з поля. Ви можете бути здивовані хребетно-охолоджуючою силою, яку ви відчуваєте, дізнавшись про поведінку металоорганічних сполук і реакцій!

Якщо говорити найбільш прямо, металоорганічна (ОМ) хімія - це вивчення сполук, що містять, і реакції, пов'язані з метало-вуглецевими зв'язками. Метало-вуглецевий зв'язок може бути тимчасовим або тимчасовим, але якщо він існує під час реакції або в сполуці інтересів, ми прямо в області металоорганічної хімії. Незважаючи на позначення зв'язку М-С, зв'язки між металами та іншими загальними елементами органічної хімії також з'являються в хімії ОМ: метал-азот, метал-кисень, метал-галоген і навіть метало-водневі зв'язки відіграють певну роль. Метали охоплюють велику частину таблиці Менделєєва і включають лужні метали (група 1), лужноземельні метали (група 2), перехідні метали (групи 3-12), метали основної групи (групи 13-15, «під сходами»), а також лантаноїди і актиніди. Ми зосередимося найбільш помітно на поведінці перехідних металів, так званих тому, що вони охоплюють перехід між елементами електропозитивної групи 2 і більш багатими електронами елементами основної групи.

Чому предмет варто вивчати? Ну, для мене це здебільшого зводиться до синтетичної гнучкості. Існує причина, що «орган» стоїть на першому місці в «металоорганічної хімії» - наша мета, як правило, створення нових зв'язків в органічних сполуках. Метали, як правило, просто разом для їзди (хоча їх вплив, очевидно, має важливе значення). І справа в тому, що ви можете робити речі з металоорганічної хімії, що ви не можете зробити, використовуючи пряму органічну хімію. Справа в пункті:

Поважна реакція Сузукі... немислима без паладію!

Поважна реакція Сузукі... немислима без паладію!

Встановлення зв'язку між феніловими кільцями за допомогою засобів, відмінних від тупого везіння, здається хімікам-органіком немислимим, але це природно для паладієвого обладнаного метал-органайкера. Бромбензол виглядає як потенційний електрофіл у бромсодержащем вуглець, і якщо ви знайомі з гідроборацією, ви можете побачити фенілборонову кислоту як потенційний нуклеофіл у борсодержачому вуглеці. Каталітичний паладій робить все це трапиться! Металоорганічна хімія сповнена цих згинання розуму перетворень і може значно розширити синтетичний інструментарій органічного хіміка.

Щоб кинути ще один мотив у суміш для неспеціаліста (або хіміка-синтезу), металоорганічна хімія сповнена інтригуючих історій наукових досліджень та відкриттів. Вивчення того, як дослідники приймають нову органометалічну реакцію від «оох досить» до сильної прогнозної сили, є повчальним для тих, хто цікавиться «як наука працює», у практичному сенсі. Ми розглянемо ряд класичних експериментів з металоорганічної хімії, як для їх цінності в галузі, так і за їх внеском у загальний характер наукового дослідження.

Які проблеми ми повинні мати можливість вирішувати, рухаючись вперед? Ось маркований список найбільш часто зустрічаються типів проблем в курсі металоорганічної хімії:

Опишіть будову металоорганічного комплексу...
Передбачити добуток заданих умов реакції...
Намалюйте розумний механізм, заснований на доказах...
Розробити синтетичний шлях для синтезу цільової металоорганічної сполуки...
Поясніть спостереження (и)...
Прогнозуйте результати серії експериментів...

Перші чотири є досить стандартними органічними проблемами, але це останні два, більш загальні класи, які дійсно роблять органічну хімію переконливою. Тільки уявіть собі, щоб поставити себе на місце піонерів і робити ті ж прогнози, які вони зробили!

Там у вас є, короткий вступ до металоорганічної хімії і чому її варто вивчати. Звичайно, ми будемо використовувати решту простору в блозі, щоб повністю описати, що насправді є органометалічної хімії... але корисно тримати ці мотиви на увазі під час навчання. Зберігайте спрагу прогнозної сили, і важко помилитися з металоорганічною хімією!