Compuestos Organometlicos

Compuestos Organometlicos11Un compuesto organometlico es un compuesto en el que los tomos de carbono de un ligado orgnico forman enlaces covalentes con un tomo metlico.

La caracterstica de estos compuestos es la presencia de enlaces entre tomos de metal y de carbono (pueden ser sencillos, dobles o triples) y por tanto no se consideran organometlicos aquellos compuestos en que un metal se une a una molcula o fragmento por un tomo distinto al carbono, como ocurre en algunos compuestos de coordinacin.

Grupo hemo de la hemoglobina2Formalmente los compuestos organometlicos son aquellos que poseen, de forma directa, enlaces entre tomos de metal (o metaloides) y tomos de carbono, M+ C-, de mayor o menor polaridad. Es decir, un compuesto es considerado como organometlico si este contiene al menos un enlace carbono metal. En este contexto metlico es interpretado ampliamente para incluir tanto algunos no metales (como el fosforo) y metaloides como B, Si, P y As.

Se asemeja a la qumica de los metales homlogos respectivos. Por lo tanto el trmino de compuestos organometlicos es tambin usado ocasionalmente para incluir a los ya mencionados no metales y semimetales. Que en todo caso se trata de elementos menos electronegativos que el carbono.

3Compuestos organometlicos de metales de transicin

Una gran cantidad de compuestos organometlicos se basan en metales de transicin. Por ejemplo: Derivados orgnicos de hierro, nquel, cromo, platino y rodio. Muchos procesos industriales importantes son catalizados por metales de transicin o sus complejos. Un complejo de un metal de transicin consiste en un metal de transicin al que estn unidos grupos llamados ligandos. En esencia, cualquier cosa unida a un metal es un ligando.

4Un ligando puede ser un elemento (O2, N2), un compuesto (NO) o un ion (CN-); puede ser inorgnico, como en los ejemplos u orgnico. Los ligandos difieren en el nmero de electrones que comparten con el metal de transicin con el que estn unidos.

Muchos complejos de metales de transicin, incluyendo el Ni(CO4) , obedecen la regla de 18 electrones, la cual a los complejos de los metales de transicin que establece que: La capa de valencia de un metal de transicin puede acomodar 18 electrones: 2 en cada uno de los cinco orbitales d (10 en total); 2 en cada uno de los tres orbitales p (6 en total); y 2 en el orbital s. Cuando el metal tiene 18 electrones, ha alcanzado la misma configuracin electrnica de el gas noble al final del perodo.

Tetracarbonilnquel5Un compuesto organometlico de origen natural:

La coenzima B12Los compuestos naturales con enlaces carbono-metal son muy raros. El mejor ejemplo de un compuesto organometlico de este tipo es la coenzima B12, la cual tiene un enlace carbono-cobalto. La anemia perniciosa resulta de una deficiencia de la coenzima B12 y se puede tratar agregando fuentes de cobalto a la dieta. Una fuente de cobalto es la vitamina B12, un compuesto relacionado desde el punto de vista estructural, pero no idntico a la coenzima B12.

6COMPUESTOS DE ORGANOLITIO Y ORGANOMAGNESIO COMO BASES DE BRONSTEDLos compuestos de organolitio y organomagnesio son especies estables cuando se preparan en disolventes adecuados, son fuertemente bsicas y reaccionan al instante con donadores de protones aun tan dbilmente cidos. Un protn es transferido del grupo hidroxilo al carbono polarizado negativamente del compuesto organometlico, para formar un hidrocarburo.

7Debido a su basicidad los compuestos de organolitio y los reactivos de Grignard no pueden prepararse o usarse en presencia de cualquier material que lleve un grupo OH. Estos reactivos tampoco son compatibles con grupos NH y SH.

8Los enlaces carbono-metal de los compuestos de organolitio y organomagnesio tienen un carcter carbaninico considerable. Los carbaniones se clasifican entre las bases ms fuertes. Sus cidos conjugados son hidrocarburos, cidos muy dbiles.9Los compuestos de organolitio y los reactivos de Grignard actan como carbaniones y tomarn un protn de cualquier sustancia ms cida que un hidrocarburo por tanto los grupos N-H y los alquinos terminales son convertidos en sus bases conjugadas por transferencia de un protn a los compuestos de organolitio y organomagnesio.

10Compuestos OrganolitioLos compuestos de organolitio y otros compuestos metlicos del Grupo 1 se preparan por la reaccin de un halogenuro de alquilo con el metal apropiado.La reaccin de un halogenuro de alquilo con litio es una reaccin de xido-reduccin. Los metales del Grupo 1 son agentes reductores muy poderosos.RX + 2M ------------ RM + M+X-

11En algunas ocasiones los compuestos de organolitio se preparan en hidrocarburoscomodisolventes, como pentano y hexano, pero por lo normal se usa ter dietlico.Es importante en especial que el disolvente sea anhidro. Incluso cantidades pequeas de agua o alcoholes reaccionan con litio para formar hidrxido de litio insoluble, o alcxidos de litio que recubren la superficie del metal y le impiden reaccionar con el halogenuro de alquilo.

12La reaccin con un halogenuro de alquilo tiene lugar en la superficie del metal. En el primer paso, un electrn es transferido del litio al halogenuro de alquilo.R X + Li ------- [ R X ]- + Li+13Con un electrn ms, el halogenuro de alquilo tiene ahora carga negativa y un nmero non de electrones. Es un anin radical. El electrn extra ocupa un orbital de antienlace. Este anin radical se fragmenta en un radical alquilo y un anin halogenuro.[ R X ]------- R + X-

14Despus de la fragmentacin el radical alquilo se combina con rapidez con un tomo de litio para formar el compuesto organometlico. R + Li ------ RLi

15REACTIVOS ORGANOMETALICOS DE GRIGNARD. (ORGANOMAGNESIO)Los reactivos mas importantes en la qumica orgnica son los compuestos de organomagnesio.Los halogenuros de alquilo, reaccionan con el magnesio metlico en ter diluido para formar compuestos organometalicos de formula general.

16Los reactivos de Grignard se preparan a partir de halogenuros orgnicos por reaccin organomagnesio, un metal del grupo 2.

Donde R = alquilo 1, 2 o 3, arilo o alquenilo; X = Cl, Br o I.17Como podra esperarse en base en lo expuesto sobre a la electronegatividad y la polaridad de los enlaces, el enlace carbono-magnesio est altamente polarizado, lo cual hace al tomo de carbono nuclefilo y bsico:

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EJEMPLOS:

19LIMITACIONESEn general, los reactivos de Grignard no se pueden preparar a partir de halogenuros de alquilo que contengan los siguientes grupos funcionales (GF):

Donde GF = -OH, -NH2 , -SH. COOH El reactivo de Grignard se protona con estos gruposGF: -CHO, -COR, -CONR2, -CN, -NO2, -SO3H El reactivo de Grignard se adiciona a estos grupos

20REACTIVOS ORGANOMETLICOS DEL GRUPO IIB (Zn, Cd)Configuracin M s2 d10 M2+ d10. Las reacciones con reactivos derivados de estos iones metlicos no suelen implicar cambios en el estado de oxidacin (red-ox). Comportamiento similar a los reactivos organometlicos de los grupos I y II pero menos reactivos21Reactivos de dialquilzincPreparacina) A partir de reactivos de Grignard. En algunos casos es posible destilar el reactivo de dialquilzinc y separarlo de las sales de magnesiob) A partir de haluros de alquilo y el par Cu-Zn22Reactivos de dialquilzincReactividad Carcter bsico: Son menos bsicos que los reactivos de litio y magnesio.Carcter nuclefilo: Reaccionan lentamente con aldehdos y cetonas Reaccionan lentamente con aldehdos y cetonas.23REACTIVOS ORGANOMETLICOS DE COBRELa participacin de especies organometlicas de cobre se postulan por primera vez como intermedios en reacciones de adicin de reactivos de Grignard en presencia de sales de Cu (I).El tomo de Cu es ms blando de los de Li y Mg debido a la presencia de orbitales d que hacen que la carga no se encuentre tan localizada.24REACTIVOS ORGANOMETLICOS DE COBRELas especies organometlicas de Cu(I) son nuclefilos blandos y por lo tanto prefieren atacar el centro electrfilo blando (alqueno) antes que al carbonilo (centro duro)25Referencias 3. Carey, F. A., Qumica Orgnica, 6 Edicin, Ed. McGraw-Hill, Mxico, 2006.https://books.google.com.mx/books?id=AhSihif_h_kC&pg=PA73&lpg=PA73&dq=compuestos+organometalicos+de+metales+de+transicion&source=bl&ots=m01DFUrR4p&sig=yCVoADYn1GKD4Tdnd8k1nGcduv8&hl=es-419&sa=X&ei=7wEBVeL7KYy3ogSqnYKABw&ved=0CCgQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false http://www.uv.es/gblay/tema4.pdfSigel, A.; Sigel, H; Sigel, R.K.O (Editors) (2010).Organometallics in environment and toxicology. sciences.7. Cambridge: RSC Publishing.Crabtree, R. H.(2009).The Organometallic Chemistry of the Transition MetalsJohn Wiley and Sons. p.2.G. Wikinson, F,G,A. Stone, and E.W. Abel Eds. Comprehensive organometallic Chemstry. Pergamon 1982 ( 8 volumenes).

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