Избранные главы металлоорганической химии

Содержание

Слайд 2

Предмет металлоорганической химии:
соединения со связью металл-углерод
Считается, что связь поляризована Mδ+−Cδ −

Предмет металлоорганической химии: соединения со связью металл-углерод Считается, что связь поляризована Mδ+−Cδ −

Слайд 3

Электроотрицательность элементов по Полингу

Электроотрицательность элементов по Полингу

Слайд 4

Факторы, влияющие на электроотрицательность

1) Гибридизация атома углерода:
EN(C) увеличивается с увеличением вклада

Факторы, влияющие на электроотрицательность 1) Гибридизация атома углерода: EN(C) увеличивается с увеличением
s-орбитали в гибридные орбитали
EN(C(sp3)) = 2.5 EN(C(sp2)) = 2.7 EN(C(sp)) = 3.3
сравнимо с: EN(S) = 2.6 EN(Cl) = 3.1
Коррелирует с увеличением кислотности в ряду:
C2H6 < C2H4 << C2H2

Слайд 5

2) Степень окисления металла:
EN(C) увеличивается с увеличением степени окисления элемента
EN(Tl(I)) =

2) Степень окисления металла: EN(C) увеличивается с увеличением степени окисления элемента EN(Tl(I))
1.62
EN(Tl(III)) = 2.04
(по Полингу)

Факторы, влияющие на электроотрицательность

Слайд 6

3) Групповая электроотрицательность:
ENg(CH3) = 2.31
ENg(CF3) = 3.47
ENg увеличивается с увеличением электроноакцепторности заместителя
ENg(LnM)

3) Групповая электроотрицательность: ENg(CH3) = 2.31 ENg(CF3) = 3.47 ENg увеличивается с
возрастает с возрастанием π-акцепторных и уменьшением π-донорных свойств L

Факторы, влияющие на электроотрицательность

Слайд 7

Тип связывания

σ-связь

σ + π-связь

π-связи

Тип связывания σ-связь σ + π-связь π-связи

Слайд 8

Условность деления на металлы и неметаллы в металлоорганической химии

Условность деления на металлы и неметаллы в металлоорганической химии

Слайд 9

Содержание курса лекций

Содержание курса лекций

Слайд 10

Литература
Основная
К. Эльшенбройх . Металлоорганическая химия. Пер. с нем. Ю.Ф.Опруненко и Д.С.Перекалина, Москва:

Литература Основная К. Эльшенбройх . Металлоорганическая химия. Пер. с нем. Ю.Ф.Опруненко и
БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 746 с. : ил ISBN 978-5-9963-0203-1
R.H. Crabtree. The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, 5th Ed., Weinheim: Wiley-VCH, 2009.
Дж. Коллмен, Л. Хигедас, Дж. Нортон, Р. Финке. Металлоорганическая Химия Переходных Металлов. в 2-х томах, Москва: Мир, 1989.
Губин С.П., Шульпин Г.Б. Химия комплексов со связями металл-углерод. - Новосибирск: Наука, 1984. - 282 с

Слайд 11

Литература
Дополнительная
Comprehensive Organometallic Chemistry, 3-th ed., N. -Y., 2006
Методы элементоорганической химии.
Т.В. Талалаева, К.

Литература Дополнительная Comprehensive Organometallic Chemistry, 3-th ed., N. -Y., 2006 Методы элементоорганической
А. Кочешков. Литий, натрий, калий, рубидий, цезий.
С. Т. Иоффе, А. Н. Несмеянов. Магний, бериллий, кальций, стронций, барий.
Н. И. Шевердина, К. А. Кочешков. Цинк, кадмий.
Л. Г. Макарова, А. Н. Несмеянов. Ртуть.
А. Н. Несмеянов, Р. А. Соколик. Бор, алюминий, галлий, индий, таллий.
К. А. Андрианов. Кремний.
К. А. Кочешков, Н. Н. Землянский и др. Германий, олово, свинец.
P. X. Фрейдлина. Мышьяк.
А. П. Сколдинов, Н. Н. Землянский, К. А. Кочешков. Сурьма, висмут.
А. Н. Несмеянов, Э. Г, Перевалова и др. Химия переходных металлов.
М. И. Кабачник, Т. А. Мастрюкова и др. Фосфор.

Слайд 12

Литература
Дополнительная
Herrmann/Brauer , Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, Ed. W.A.

Литература Дополнительная Herrmann/Brauer , Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, Ed.
Herrmann, Thieme, in 10 v.

ftp://heap/incoming/KONCHENKO/Organometallics/Literature

Слайд 13

Краткая история развития металлоорганической химии – основные события и люди

Краткая история развития металлоорганической химии – основные события и люди

Слайд 14

Dietmar Seyferth, «Cadet's Fuming Arsenical Liquid and the Cacodyl Compounds of Bunsen»,

Dietmar Seyferth, «Cadet's Fuming Arsenical Liquid and the Cacodyl Compounds of Bunsen»,
Organometallics, 2001, V. 20, No. 8, P. 1488

4 CH3COOK + As2O3 → As2(CH3)4O + 4 K2CO3 + CO2

Первые металлоорганические соединения (1760 г.):
оксид какодила (cacodyl oxyde) и дикакодил (dicacodyl)

Луи Клод Каде де Гассикур (1731-1799)
(Louis Claude Cadet de Gassicourt)

Cadet's fuming liquid (жидкость красного цвета)

(от греческого κακωδησ = мерзкопахнущий)

Изучение производных Me2As продолжены
Р. Бунзеном в 1840 г.

Слайд 15

Первый олефиновый комплекс (1827 г.)

William Christopher Zeise (Копенгаген, Дания)

L. B. Hunt

Первый олефиновый комплекс (1827 г.) William Christopher Zeise (Копенгаген, Дания) L. B.
(1984). "The First Organometallic Compounds: WILLIAM CHRISTOPHER ZEISE AND HIS PLATINUM COMPLEXES". Platinum Metals Review 28 (2): 76–83. http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v28-i2-076-083.pdf.

1868 г. - немецкий химик Бирнбаум получил, используя этилен
Структура определена РСА и опубликована в 1969 г.

PtCl4 + C2H5OH

кипячение

Соль Цейзе

Слайд 16

Sir Edward Frankland (1825-1899)

2C2H5I + Zn

2C2H5 + ZnI2

1849 г.

1852 г.

ввел понятия

Sir Edward Frankland (1825-1899) 2C2H5I + Zn 2C2H5 + ZnI2 1849 г.
«валентность» и «металлоорганика»
разработал методику работы в отсутствие воздуха, используя водород, как защитный газ

CH3I + Hg

CH3HgI


(CH3)2Hg, (C2H5)4Sn, (C2H5)3B

Слайд 17

В последующие годы R2Hg и R2Zn сыграли очень большую роль в развитии

В последующие годы R2Hg и R2Zn сыграли очень большую роль в развитии
металлоорганического синтеза

Например:

SiCl4 + m/2 ZnR2 → RmSiCl4-m + m/2 ZnCl2
C. Friedel, J.M. Crafts (1863)
(C2H5)2Hg + Mg → (C2H5)2Mg + Hg
J.A. Wanklyn (1866)
R2Hg + 2Li → 2LiR + Hg
2C2H5Li + (CH3)2Hg → 2(CH3)Li + (C2H5)2Hg
трансалкилирование - W. Schlenk (1917)

Слайд 18

W. Schlenk (1879–1943)

Аппаратура Шленка

W. Schlenk (1879–1943) Аппаратура Шленка

Слайд 19

Д.И. Менделеев (1834-1907)

использовал знание о металлоорганических соединениях для предсказания новых элементов

Д.И. Менделеев (1834-1907) использовал знание о металлоорганических соединениях для предсказания новых элементов

Слайд 20

P. Barbier (1848—1922) заменил цинк на магний в реакциях с алкилйодидами

V.

P. Barbier (1848—1922) заменил цинк на магний в реакциях с алкилйодидами V.
Grignard (1871-1935) – студент P. Barbier
развил синтетические методы с использованием RMgI вместо очень чувствительных к воздуху R2Zn
RMgX (X = Cl, Br, I) – реактивы Гриньяра
Нобелевская премия 1912 г. (совместно с P. Sabatier)

1899 г.

Слайд 21

Реактивы Гриньяра нашли широкое применение в органическом и металлоорганическом синтезе

Например:

PtI4 + 3(CH3)MgI

Реактивы Гриньяра нашли широкое применение в органическом и металлоорганическом синтезе Например: PtI4
→ (CH3)3PtI + 3MgI2
W.J. Pope (1909)
(C6H5)MgBr + CrCl3 → «полифенилхромовые соединения»
J.A. Wanklyn (1866)

в 1955, уже после открытия ферроцена E.O. Fischer разработал рациональный синтез дибензолхрома

CrCl3 + 2/3Al + 1/3AlCl3 + 2C6H6 → [Cr(C6H6)2]AlCl4 + 2/3AlCl3
[Cr(C6H6)2]AlCl4 + 1/2Na2S2O4 → [Cr(C6H6)2] + NaAlCl4 + SO2

сэндвичевое соединение дибензолхром

Слайд 22

Развитие химии π-комплексов

T. Kealy, P. Pauson (1951)

1. Фишер Э., Вернер Г. «π-комплексы

Развитие химии π-комплексов T. Kealy, P. Pauson (1951) 1. Фишер Э., Вернер
металлов», М.: Мир, 1968.
2. Посон П. «Химия металлоорганических соединений», М.: Мир, 1970.
3. Губин С. П., Шульпин Г. Б. «Химия комплексов со связями металл — углерод», Новосибирск, Наука, 1984.

Началась эра «ценов»: никелоцен, кобальтоцен и т.д.
В развитие их химии значительный вклад внесли Robert Woodward, Geoffrey Wilkinson, Ernst Otto Fischer.
Нобелевская премия 1973 – E.O. Fischer и G. Wilkinson

Слайд 23

Развитие химии π-комплексов

1959 г. R. Criegee (1902-1975) – синтез [(η4-C4Me4)NiCl2]2

1965 г. R.

Развитие химии π-комплексов 1959 г. R. Criegee (1902-1975) – синтез [(η4-C4Me4)NiCl2]2 1965
Petit – синтез [(C4H4)Fe(CO)3]2

Слайд 24

Развитие химии π-комплексов

1968 г. A. Streitwieser – синтез ураноцена

2 K + C8H8

Развитие химии π-комплексов 1968 г. A. Streitwieser – синтез ураноцена 2 K
→ K2(C8H8)
2 K2(C8H8) + UCl4 → U(C8H8)2 + 4 KCl

1989 г. P. Jutzi – синтез силикоцена – [Cp*SiCp*]

Cp* =

1989 г. H. Werner – синтез первого трехпалубного сэндвича
[Cp3Ni2]+

Слайд 25

1989 г. H. Schnöckel – разработка синтеза AlCl(solv) и далее – [Cp*Al]4

1994

1989 г. H. Schnöckel – разработка синтеза AlCl(solv) и далее – [Cp*Al]4
г. S. Harder – синтез самого «легкого» сэндвича [Cp2Li]–

Развитие химии π-комплексов

Al(г) + HCl(г) → {AlCl(г)} + H2
{AlCl(г)} + толуол + эфир → {AlCl(solv)}
4{AlCl(solv)} + 2[Cp*2Mg] → [Cp*Al]4 + 2MgCl2

H. Schnöckel et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1991, 30, 564.
H.W. Roesky et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993, 32, 1729.
A. Haaland, H. Schnöckel et al. Acta Chem. Scan. 1994, 48, 172.

S. Harder, M.H. Prosenc, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 33, No. 17, 1744

Слайд 26

Карбонильные комплексы

1868 г. M.P. Schützenberger – синтез первого карбонильного
комплекса [Pt(CO)Cl2]2

1890 г.

Карбонильные комплексы 1868 г. M.P. Schützenberger – синтез первого карбонильного комплекса [Pt(CO)Cl2]2
L. Mond – синтез первого бинарного карбонильного
комплекса [Ni(CO)4]

1927 г. A. Job, A. Cassal – синтез [Cr(CO)6]

1928 г. W. Hieber начинает систематическое изучение химии карбонилов металлов
[Fe(CO)5] + En → [Fe(CO)3En] +2CO
[Fe(CO)5] + X2 → [Fe(CO)4X2] + CO (X = Cl, Br, I)
1931 г. W. Hieber – синтез первого карбонилгидрида [Fe(CO)4H2]
1999 г. A.H. Zewail – за изучение диссоциации связей M–M и M–C в [Mn2(CO)10] фемтосекундным импульсным лазером удостоен Нобелевской премии

Слайд 27

Соединения с кратными связями M–C и M–M

E.O. Fischer – синтез первых

Соединения с кратными связями M–C и M–M E.O. Fischer – синтез первых
карбенового и карбинового комплексов

1973 г.

1976 г. M.F. Lappert – синтез первого «диметаллена»

1964 г.

1976 г. R.West – синтез (Mes)2Si=Si(Mes)2

Слайд 28

Соединения с кратными связями M–C и M–M

1981 г. G. Becker –

Соединения с кратными связями M–C и M–M 1981 г. G. Becker –
синтез первого «фосфаалкина»
tBu –C≡P

1996 г. P. Power – синтез первого соединения со связью
Mo≡Ge

1997 г. С.С. Cummins – синтез комплекса с лигандом - атомом углерода
[(R2N)3Mo≡C]−

1997 г. G.M. Robinson – синтез первого соединения со связью Ga≡Ga

Слайд 29

Соединения с кратными связями M–C и M–M

2005 г. A. Sekiguchi –

Соединения с кратными связями M–C и M–M 2005 г. A. Sekiguchi –
охарактеризовал R-Si≡Si-R

2005 г. P. Power – синтез первого соединения с пятерной связью
металл-металл

T. Nguyen, A.D. Sutton, M. Brynda, J.C. Fettinger, G.J. Long, P.P. Power, Science, 2005, 310, p. 844

Слайд 30

2004 г. E. Carmona – синтез первого соединения с пятерной связью
металл-металл

Соединения с

2004 г. E. Carmona – синтез первого соединения с пятерной связью металл-металл
необычными связями M–M

I.Resa, E. Carmona, E.Gutierrez-Puebla, A.Monge , Science, 2004, 305, p. 1136

2006 г. S.N. Konchenko, P.W. Roesky – синтез первых соединений
со связью Ln – Al

Gamer M. T., Roesky P. W., Konchenko S. N. e.a., Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4447

2008 г. J. Arnold использовал этот подход для синтеза соединений
со связью U – Al и U – Ga
Minasian, S. G., Krinsky, J. L., Williams, V. A., Arnold, J. A JACS 2008, 130, 10086

Слайд 31

История прикладной элементоорганической химии

Катализ

1922 г. T. Midgley, T.A. Boyd – внедрили [Et4Pb]

История прикладной элементоорганической химии Катализ 1922 г. T. Midgley, T.A. Boyd –
в качестве антидетонационной добавки в бензин

1938 г. O. Roelen – открыл процесс гидроформилирования

1939 г. W. Reppe – начинает цикл работ по каталитическим превращениям ацетиленов в коорд. сфере переходных металлов

1943 г. E.G. Rochow (Е.Г. Рохов) – разработал «прямой» метод синтеза хлорсиланов, позволивший получать их в промышленных масштабах

1955 г. K. Ziegler, G. Natta – разработали катализатор для получения изотактических полиалкенов:
“галогенид переходного металла + AlR3”
(Нобелевская премия 1963 г.)

Слайд 32

История прикладной элементоорганической химии

Катализ

(Нобелевская премия 1973 г.)

1965 г. G. Wilkinson, R.S. Coffey

История прикладной элементоорганической химии Катализ (Нобелевская премия 1973 г.) 1965 г. G.
– установили, что [(Ph3P)3RhCl] выступает гомогенным катализатором в реакциях гидрирования олефинов

Катализатор Уилкинсона 

1965 г. J. Tsuji – открыл активацию связи C–C на Pd

1969 г. А.Е. Шилов – открыл гомогенную активацию связи C–H алкенов на комплексах Pt(II) в растворе

Слайд 33

1972 г. R.F. Heck – “palladium-catalyzed cross couplings in organic synthesis”

История прикладной

1972 г. R.F. Heck – “palladium-catalyzed cross couplings in organic synthesis” История
элементоорганической химии

Катализ

(Нобелевская премия 2010 г.)

1985 г. W. Kaminsky, H. Brintzinger – открытие нового поколения катализаторов изотактической полимеризации пропилена – цирконоцендихлорид + метилалюмоксан (МАО):
[Cp2ZrCl2] + (Al(CH3)O)n

1986 г. R. Noyori – открытие каталитического энантиоселективного присоединения ZnR2 к карбонильным соединениям
Нобелевская премия 2001 г. совместно с K.B. Sharpless и W.S. Knowles

Слайд 34

История прикладной элементоорганической химии

Биохимия/Медицина

1909 г. P. Ehrlich – внедряет
Salvarsan как лекарство от

История прикладной элементоорганической химии Биохимия/Медицина 1909 г. P. Ehrlich – внедряет Salvarsan

сифилиса
(Нобелевская премия 1908
за развитие хемотерапии)

1979 г. H. Kӧpf, P. Kӧpf-Maier –
канцеростатическое действие
[Cp2TiCl2]

1961 г. D. Crowfoot Hodgkin
обнаруживает связь Co–C
в кобаламине с помощью РСА
(Нобелевская премия 1964 г.)

Имя файла: Избранные-главы-металлоорганической-химии.pptx
Количество просмотров: 187
Количество скачиваний: 0