化学金属有机化学
满足电子构型要求,或者单核金属成分不能满足电 子构型要求,可以通过二聚体等各种方式达到电子 构型的要求,以达到稳定存在的目的。
金属有机化合物的制备(I)
⑴ 金属元素与烃类或卤代烃的反应; H2
2Al + 3H2 + 6CH CH
2(C2H5)3Al
RX + 2Li
Na[ (C2H4)PtCl3 + NaCl
Pt(PPh3)4 + 2PhC CPh
(PPh3)2( PhC CPh )2 + 2PPh3
金属有机化合物的制备(V)
⑸ 小分子的配位反应:一些小分子化合物如CO、 CO2、N2、SO2、CS2等也可和金属进行配位:
(PEt3)2Pt(CH3)Cl + CO (CH3)Mn(CO)5 + CO*
和一般的有机化合物一样,反馈的 键增加了 M—C 之间的键的多重性,提高了 M—C之间 键的强度, 所以有反馈键形成的金属有机化合物的稳定性有一定 的提高,例如烯烃、芳基就比烷基与过渡金属配位形 成的化合物要在一定程度上稳定。
M—C键的强度(IV)
⑷金属的氧化态:
金属的氧化态越低并且如果呈现负值时,反馈 键越容易形成,也就是说金属可以有电子反馈到配体 的空轨道上去或者是电子反馈的能力越强。
差的金属有机化合物。
M—C键的强度(II)
⑵相同配体: 1、主族金属元素同族中随原子序数的增加,稳定性
下降; 2、副族金属元素同族中随原子序数的增加,稳定性
增加; 3、同一周期的金属元素比较,自左到右,稳定性增
加。
M—C键的强度(III)
⑶有否反馈键形成: 如果在过渡金属有机化合物中有反馈键形成,则
命名练习
P.78-79 一些金属有机化合物命名
OC
CO
PhCN
Cl
Pd
PhCN
Cl
Cl Ti
Cl
Re
H3C
CH3
OC Mo
OC
金属有机化合物的稳定性和反应性
与其他有机化合物一样,从一般规律来看,肯定是 化合物的反应性越大,其稳定性就越小,反之亦然。
金属有机化合物的稳定性与反应性从数学上描述没 有直接关系,这要看具体的反应类型、反应条件以 及不同的溶剂条件等因素综合作用的结果。
Rh(CO) 3
1,2,3,4-四系-1,3,5-环辛三烯三羰 基铑
Ni
二(1,2,5,6-四系-1,5-环辛二烯)镍
O C Fe Fe OC C CO O
顺-二(-羰基)-二羰基-二环戊二烯合二铁
Ph Ph P Ru P Cl
Ph Ph
一(单)氯-P,P′-二系-P, P, P′,P′-四苯基乙二 膦环戊二烯钌
金属有机化合物的命名
金属有机化合物的命名方式由于有多种性质不 同的配体以及配体中与金属配位的碳原子个数 等情况,所以有必要将金属有机化合物的命名 予以统一。
命名原则:
①配体名称放在金属前面;
②配体前要表示清楚配体与金属配位的碳原子数以及碳原
子在配体结构中的位次,用系(或 )来表示参与配位
的碳原子;
金属有机化合物的反应性与金属原子的氧化态、配 位数以及几何构型有密切的关系。
M—C键的强度(I)
金属有机化合物的稳定性就是看M—C之间的键的强度, 虽然没有大量的热力学数据测定出来供参考,但一般 有一些规律可循:
⑴同一金属:
1、 R(Et)—M<Me—M<Ph—M<CF3—M; 2、 碳原子类型:伯>仲>叔; 3、 对称性好的金属有机化合物稳定性大于对称性
C6H5Li + C4H9Br (CH3)Mn(CO)5 + NaI
金属有机化合物的制备(III)
⑶ 金属元素的交换反应,如果反应物之一是单
质金属的话,则要看金属之间的活泼性的大小决 定反应的可能性:
R2Zn + 2Li
2RLi + Zn
R2Hg + 2Na
2RNa + Hg
2C2H5Li + (CH3)2Hg
(PEt3)2Pt(COCH3)Cl (CH3CO)Mn(CO)4CO*
金属有机化合物的制备(VI)
⑹ 分解反应:酰基、羰基、芳基磺酸基和重氮化合物等都
可以发生分解反应脱去一分子小分子得到新的金属有机化
合物。
N2Cl
HgCl
+ HgCl2
COCl
+ N2
COMn(CO)5
+ NaMn(CO)5
COMn(CO)5
③配体之间的关系:如顺、反构型,内外构型以及配体与 金属成键的情况(主要是指有桥式键合情况,以表示);
④先后次序为阴离子配体、中性配体、阳离子配体、金属;
⑤在配体之间可以加或不加 “ ·”,在金属前可加可不加 “ 合 ”。
命名举例
RR P
Fe Fe OC P CO
RR
顺-二(-二烷基膦)·二羰 基·二环戊二烯合二铁
⑸碳的电负性:
在 M—C 中的碳原子所表现出的电负性越大,则 M—C 键的稳定性也越大,也就是说离子化的趋势也 越大,这可以归结为碳负离子的稳定性大小的关系:
M—C键的强度(V)
⑹电子结构是否满足18-16电子规则: 1、金属有机化合物的电子构型能够满足18-16电子规 则
的话,就比较稳定; 2、如果不能满足,就有可能寻找其他配体进行配位以
+ NaCl
Mn(CO)5
+ CO
金属有机化合物的制备(VII)
⑺ 碳环键合:利用丁二烯、1,3-环己二烯、环戊二烯以 及苯等衍生物与金属有机化合物反应,取代原来的配体 而生成新的配位化合物:
+ Fe(CO)5
Fe(CO) + 2CO
+ Fe(CO)5
— H+ — 3CO
Fe(CO)2
+ Mn(CO)6
Mn(CO)3 + 3CO
过渡金属有机化合物的基元反应
过渡金属有机化合物可以发生各种反应,按照它们 反应的不同情况,可以将它们分为若干个基元反应, 同一类基元反应也可能有不同的反应机理。利用这 些基元反应来探讨新的化学反应,尤其是过渡金属 有机化合物用于有机合成反应的催化作用时更为明 显,因为催化反应过程中就包括了这些基元反应。
(C2H5)2Hg + 2CH3Li
金属有机化合物的制备(IV)
⑷ 烯(炔)烃的插入反应和取代反应,烯烃或
炔烃可以通过插入金属与氢或金属与碳之间的键 中或取代某个配体而生成新的配位化合物:
(PEt3)2Pt(H)Cl + CH2 CH2
(PEt3)2Pt(C2H5)Cl
Na2PtCl4 + CH2 CH2
RLi + LiX
金属有机化合物的制备(II)
⑵ 金属有机化合物和卤代烃及另一种元素卤代物 的反应:
CH3Li + CuCl
CH3Cu + LiCl
CH3MgBr + (PEt3)2PtBr2
(PEt3)2Pt(CH3)Br + MgBr2
C6H5Br + C4H9Li Na[Mn(CO)5] + CH3I