Металлорганические соединения (стр. 1 из 4)

Кафедра: «Органическая химия»

Реферат на тему:

«Металлорганические соединения»

Выполнил: Авдеев В. Ю. II-ИТ-3

Проверил: Моисеев И. К.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ IГРУППЫ

Общая формула органических соединений щелочных металлов R—Ме

Алкильные соединения натрия, калия, рубидия и цезия — бесцветные кристаллические вещества, нерастворимые в органических растворителях и разлагающиеся без плавления при нагревании; на воздухе самовоспламеняются, дают растворы в диметилцинке, проводят электрический ток. Из известных металлорганических соединений они наиболее активны, взаимодействуют со всеми органическими соединениями, за исключением парафиновых углеводородов.

Литийорганические соединения растворяются в органических растворителях и образуют растворы, не проводящие электрический ток. Они перегоняются или сублимируются при нагревании, на воздухе самовоспламеняются.

Литийалкилы могут быть приготовлены в эфире, бензоле или циклогексане тем же способом, что и реактивы Гриньяра:

В этой реакции лучше применять хлористые алкилы, так как бромиды и особенно йодиды взаимодействуют с уже образовавшимся литийорганическим соединением по реакции Вюрца.

Литийорганические соединения могут быть также получены из бутиллития обменной реакцией:

Формула R — Li не соответствует истинному, значительно более сложному строению этих соединении. В обычных растворителях они существуют в виде тетрамеров или гексамеров. Активность их падает с увеличением ассоциации. Поэтому электронодонорные растворители увеличивают их активность.

Кроме литийалкилов известны и другие органические полилитиевые соединения, например

,

.

Это твердые хрупкие вещества. При действии на них воды образуются углеводороды.

Литийалкилы часто применяются в органическом синтезе вместо реактивовГриньяра благодаря большей реакционноспособности.

НАТРИИОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ - органические соединения, содержащие связь

.

Название натрийорганические соединения строится из названия органического радикала и слова «натрий» — этилнатрий, бензилнатрий. Натрийорганические соединения — твердые ассоциированные вещества, содержащие сильно поляризованные связи

;нерастворимы в инертных растворителях, при нагревании разлагаются не плавясь, на воздухе самовоспламеняются.

Своеобразным типом натрийорганические соединения. являются ионнопостроенные продукты присоединения натрия к ароматическим углеводородам, образующиеся в среде некоторых простых эфиров (лучшая среда — диметоксиэтан). Сильно крашенные растворы этих соединений электропроводны и парамагнитны в них присутствуют солъватированные растворителем катионы металла и анион-радикалы углеводорода, например

.

Олефины, по меньшей мере дважды арилированные при двойной связи, присоединяют натрий по одному из двух типов:

1)

(«нормальное» присоединение)

2)

(«димеризующее» присоединение, если один из атомов двойной связи неарилирован).

По химическими свойствам натрийорганические соединения. весьма сходны с литий органическими соединениями, однако значительно превосходят их по активности. Все работы с натрийорганические соединения следует проводить в атмосфере инертного газа (азот, агон). Соединениями, содержащими подвижный атом водорода, натрийорганические соединения. немедленно разлагаются; двуокисью углерода — карбоксилируются до солей соответствующих карбоновых кислот. Вследствие исключительной реакционной способности натрийорганические соединения карбоксилирование часто осложняется побочными процессами.

Важнейшими способами получения натрийорганических соединений являются:

а) Нагревание натрия с ртутьорганическими соединениями (обычно в среде петролейного эфира); это практически единственный способ синтеза индивидуальных натрийорганических соединений:

б) В ряде случаев удается получать натрийорганические соединения. из галогенарилов (алкилов) и Na

(X, как правило, С1); синтез, особенно в жирном ряду, осложняется реакцией Вюрца.

в) Исключительное значение для синтеза натрийорганических соединений. имеет металлирование, приводящее к замене радикала R(по Шорыгину): RH + R'Na — R'H + RNa. Исходя из относительно доступных натрийорганических соединених.

Одним из способов получения натрийорганических соединений является расщепление простых эфиров (гл. обр. ароматических и жирноароматических) натрием (Шорыгин):

Расщепление проводят нагреванием эфиров с натрием или действием Na в жидком

.

д) В ряде случаев, когда в радикале R имеются особо благоприятные условия для рассредоточения избыточной электронной плотности, кроме методов «б» и «в», пригодно также непосредственное замещение водорода натрием (обычно в жидком аммиаке), напр.: (С₆Н₅)₃СН + Na(NaNH₂)

(С₆H₅)₃СNa + ¹/2H₂(NH₃). Получаемые этим методом натрийорганические соединения, в отличие от обычных натрийалкилов (-арилов), имеют глубокую окраску, растворимы в эфире, более стабильны и менее реакционноспособны. Типичным соединением этого типа является бензилнатрий. К этой же группе реакций примыкают также образование циклопентадиенилнатрия, в котором устойчивый анион циклопентадиенилия обладает ароматическими свойствами: С₆Н₅ + Na С₆Н₅Na + и образование ацетиленидов.

Реакции натрийорганических соединений с карбонильными соединениями, эфирами, неорганическими соединениями и т. п. аналогичны соответствующим реакциям литийорганических соединений, но проходят более энергично. Натрийорганические соединения применяют в качестве алкилирующих агентов (обычно в тех случаях, когда реакционная способность реактивов Гриньяра и литийалкилов оказывается недостаточной).

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ II ГРУППЫ

Органические производные кальция, стронция и бария изучены сравнительно мало. Большое значение имеют только соединения магния.

Магнийорганические соединения

При приготовлении магнийорганических соединений (реактив Гриньяра) необходима абсолютная сухость всех материалов. Рекомендуется проводить реакции в атмосфере азота.

Очень важную роль играет растворитель. В смеси йодистого этила магния при комнатной температуре реакция не идет *. Однако в присутствии простых эфиров галогеналкилы и магний реагируют легко с образованием эфиратов: RMgX • 2(С2Н5,)2О.

Эфираты хорошо растворимы, и это дает возможность галогеналкилам проникать к поверхности металла, которая в иных условиях обволакивается металлорганическим соединением.

Для приготовления реагентов Гриньяра могут быть также использованны другие донорные растворители, особенно тетрагидрофурап, а также третичные амины.

Образованию магнийорганических соединении при взаимодействии магния с галогеналкилами предшествует возникновение ионном пары:

Реакции с хлористыми алкилами обычно трудно инициируются, но дают лучшие выходы. Иодиды реагируют наиболее легко, но дают наименьшие выходы. Чаще всего используются бромиды.

Первичные галогеналкилы дают лучшие выходы, чем вторичные, а последние, в свою очередь, лучшие выходы, чем третичные.

В растворах гриньяровских реагентов обычно имеет место равновесие

В синтезах, осуществляемых с реактивами Гриньяра, участвуют как простые, так и смешанные магнийорганические соединения.

Разработаны способы проведения магнийорганических синтезов и без применения растворителей.

Синтез спиртов осуществляется действием металлорганических, в частности магнийорганических, соединений на альдегиды, кетоны и сложные эфиры. Впервые такой синтез с применением цинкорганических соединений был осуществлен А. М. Бутлеровым и его учениками А. М. Зайцевым и Е. Е. Вагнером. Синтез спиртов с помощью магнийорганических соединений, разработанный В. Гриньяром, проходит по следующей общей схеме. В альдегидах, кетонах и сложных эфирах имеется карбонильная группа, в которой электронное облако смещено к атому кислорода, что условно изображают так:

Благодаря этому смещению у атома углерода возникает некоторый положительный заряд, а у атома кислорода — дробный отрицательный заряд. В магнийгалогеналкиле R — MgBr остаток R ведет себя как нуклеофильная частица, легко присоединяющаяся к углеродному атому карбонильной группы. Реакция проходит по схеме