Металлорганические соединения | это... Что такое Металлорганические соединения? (original) (raw)
Металлоорганические соединения(МОС) — органические соединения, в молекулах которых существует связь атома металла с атомом/атомами углерода.
Содержание
Типы металлоорганических соединений
По характеру связи они разделяются на 2 типа: 1) с σ-связью (например, (СН3)3Аl, C2H5MgI, C4H9Li) и 2) с π-связью (например ферроцен и бис-π-аллил-никель). Соединения первого типа образуют преимущественно непереходные металлы, соединения второго типа - переходные. Известны полные МОС , содержащие только связи углерод-металл и переходные, содержащие также связь металл-гетероатом (обычно - галоген). Металлоорганические соединения широко применяют для самых разнообразных синтезов и в различных производствах.
В МОС первого типа полярность и реакционная способность связей металл-углерод в гетеролитических реакциях убывает при переходе сверху-вниз для соединений IIб и III групп периодической системы и возрастают для соединений I, IIа, IV и V групп. Термическая устойчивость убывает сверху-вниз для соединений III и IV групп, а также при переходе от ароматических соединений к алифатическим. Химические превращения (реакции с кислотами, галогенами, солями других металлов, присоединение по кратным связям, диспропорционирование, обмен анионоподобных остатков) сопрвождается обычно разрывом связи М-С, и в меньшей степени связей металл-гетероатом.
Основной тип МОС второго типа - π-комплексы - соединения переходных металлов, содержащие пи-связанные органические лиганды - олефиновые, ацетиленовые, аллильные, циклопентадиенильные, карборановые. По характеру связи к ним примыкают карбонильные, изонитрильные, цианидные и карбеновые производные переходных металлов. В таких МОС связь металл - органический лиганд осуществляется в результате взаимодействия заполненных орбиталей лиганда с вакантными орбиталями металла (донорно-акцепторная компонента) и в результате обратной подачи электронов с орбиталей металла на низшие вакантные орбитали лиганда (дативная компонента). В комплексах металл может взаимодействовать со всеми атомами углерода пи-электронной системы или только с некоторыми из них. Стехиометрия большинства пи-комплексов подчиняется правилу эффективного атомного номера: сумма электронов атома или иона металла и электронов, предоставленных ему лигандом, должна равняться числу электронов в атоме ближайшего инертного газа. Химические свойства пи-комплексных МОС зависят главным образом от природы лиганда и в меньшей степени от природы центрального атома металла. Реакции этих МОС возможны как с частичным или полным сохранением связи металл-лиганд, так и с ее разрывом.
Наиболее известны реактивы Гриньяра, которые используются для введения в различные части молекул углеводородных радикалов. Часто используются литийорганические соединения. К металлоорганическим соединеним относится катализатор Циглера-Натта ((С2H5)3Al и TiCl4), используемый в промышленности для получения полиэтилена. Тетраэтилсвинец, антидетонационная присадка к бензинам, является основным источником свинца вдольгородских дорог. К природным МОС относится витамин B12
Способы получения
- из алкил- или арилгалогенидов:
CH3Br + 2Li = CH3Li + LiBr
CH3Br + Mg = CH3MgBr
- реакцией солей металлов с МОС лития, магния и алюминия. Иногда этот процесс называют переметаллированием. Движущей силой процесса является стремление к образованию ионной соли более электроположительного металла.
2CH3MgBr + HgBr2 = (CH3)2Hg + 2MgBr2
PhMgBr + CuBr = PhCu + MgBr2
- реакцией МОС с углеводородами, металлами или другими МОС
(CH3)2Hg + 2Na = 2CH3Na + Hg
CH3MgBr + CH3CCH = CH3CCMgBr + CH4 реактив Иоцича
2 CH3Li + CuI = (CH3)2CuLi + LiI
R3B + 3 Hg(OOCCH3)2 = RHgOOCCH3
RR'NCH2SnBu3 + BuLi = RR'NCH2Li + Bu4Sn
- производные менее активных металлов получают при взаимодействии их сплавов с натрием с алкилгалогенидами:
C2H5Br + 4Na/Pb = (C2H5)4Pb + 4NaBr
CH3Br + 2Na/Hg = (CH3)2Hg + 2NaBr4
- металлирование соединений с подвижным атомом водорода.
CH3CCH + Cu(NH3)2OH = CH3CC-Cu + 2NH3 + H2O
CH3CCH + Ag(NH3)2OH = CH3CC-Ag + 2NH3 + H2O
PhH + HgCl2 = PhHgCl + HCl
присоединение солей и гидридов металлов к органическим соединениям, содержащим кратные связи С=С
действие порошков металлов на двойные диазониевые соли соответствующих металлов.
Строение
МОС делятся по типу связи С-Металл на
1. С ионной связью: CH3-Na+
2. С ковалентной полярной связью: реактивы Гриньяра, литийорганические соединения
3. С ковалентной неполярной связью: МОС большинсва металлов, наиболее исзвестны соединения Zn, Cu, Hg, Sn, Pb.
Применение
МОС имеют широкий спектр применения в органической химии. Литий- и магнийорганические соединения могут использоваться как сильные основания или как реагенты для нуклеофильного алкилирования или арилирования.
Другой областью применения МОС служит катализ. Так, в состав используемого в промышленности для получения полиэтилена катализатора Циглера-Натта входит МОС (С2H5)3Al.
Литература
- Дж. Марч. Органическая Химия. Реакции, механизмы и структура. 3 том.
- Химическая Энциклопедия в 5 томах. ред. И. Л. Кнунянц. 1.том.
- Керри. Сандберг. Органическая химия. Механизмы реакций. 2 том.
Органические вещества | |
---|---|
Углеводороды | Алканы · Алкены · Алкины · Диены · Циклоалканы · Арены |
Кислородсодержащие | Спирты · Простые эфиры · Альдегиды · Кетоны · Кетены · Карбоновые кислоты · Сложные эфиры · Углеводы · Жиры · Хиноны |
Азотсодержащие | Амины · Амиды · Нитросоединения · Нитрозосоединения · Оксимы · Нитрилы · Аминокислоты · Белки · Пептиды |
Серосодержащие | Меркаптаны · Тиоэфиры · Сульфокислоты · Тиоальдегиды · Тиокетоны · Тиокарбоновые кислоты |
Фосфорсодержащие | Фосфины · Фосфонистые кислоты · Фосфиновые кислоты · Фосфоновые кислоты · Нуклеиновые кислоты · Нуклеотиды |
Кремнийорганические | Силаны · Силазаны · Силтианы · Силоксаны · Силиконы |
Элементоорганические | Германийорганические · Борорганические · Оловоорганические · Свинецорганические · Алюминийорганические · Ртутьорганические · Другие металлоорганические |
Другие важные классы | Галогенуглеводороды · Гетероциклические соединения · Перфторуглеводороды |
Органическая химия | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ароматизация | Ковалентная связь | Функциональная группа | Номенклатура ИЮПАК | Органическое соединение | Органическая реакция | Органический синтез | Список публикаций по органической химии | Спектроскопия | Стереохимия |
Список органических соединений |
Wikimedia Foundation.2010.