5.3: Química Organometálica del Zinc

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Page ID: 69513

Andrew R. Barron
Rice University via CNX

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Los primeros derivados de dialquil zinc, Me ₂ Zn y Et ₂ Zn, fueron preparados en 1848 por Edward Franklin. También preparó los derivados monoalquílicos, RZnX.

Químico británico Sir Edward Franklin FRS (1825 —1899).

Inicialmente se utilizaron compuestos de alquil zinc en la síntesis orgánica, sin embargo, su uso disminuyó significativamente una vez descubiertos los reactivos de Grignard. Poco más se investigó de su química hasta su uso en el crecimiento de materiales electrónicos desarrollados en la década de 1980.

RZnX

Los derivados monoalquílicos no son ampliamente utilizados, pero históricamente fueron los primeros en prepararse (Ecuación 5.3.1).

\[ \text{RX + Zn} \rightarrow \text{RZnX}\]

Si bien los derivados de yoduro pueden aislarse como derivados no solvatados, el cloruro y los bromados necesitan prepararse en presencia de dimetilformamida (DMF) o dimetilsulfóxido (DMSO). Los métodos alternativos de síntesis implican la reacción con un reactivo de Grignard, (Ecuación 5.3.2), o la síntesis electroquímica con un electrodo de zinc.

\[ \text{ZnX}_3 \text{ + RMgX} \rightarrow \text{RZnX + MgX}_2\]

En estado sólido RZnI existe como oligómeros de jaula o estructuras de cadena polimérica. Estas estructuras se rompen por la adición de bases fuertes de Lewis para formar complejos ácido-base de Lewis. En solución existe un equilibrio de Schlenk (ecuación 5.3.3) cuya presencia ha sido determinada por espectroscopia IR y Raman (Tabla\(\PageIndex{1}\)).

\[ \text{RZnI} \leftrightharpoons \text{R}_2\text{Zn + ZnI}_2 \]

Estiramiento	IR (cm ^-1)	Raman (cm ^-1)
simétrico C-Zn-C	No observado	477
asimétrico C-Zn-C	551	No observado
C-Zn-I	510	510

Tabla\(\PageIndex{1}\): Caracterización espectroscópica IR y Raman de los componentes del equilibrio de Schlenk,

R ₂ Zn

Los compuestos de dialquilzinc se preparan a través de los derivados monoalquílicos (Ecuación 5.3.4). El equilibrio de Schlenk se desplaza a altas temperaturas por la destilación del derivado volátil de R ₂ Zn. El zinc suele alearse con cobre (10%) para mejorar la velocidad de reacción.

\[ \text{2 Zn + 2 RX} \rightarrow \text{2 RZnX} \xleftrightarrow{\Delta} \text{R}_2\text{Zn + 2 MgX}_2 \]

Los métodos de preparación alternativos incluyen la reacción de ZnX2 con un Grignard (Ecuación 5.3.5) o por intercambio metal-metal (Ecuación 5.3.6).

\[ \text{2 RMgX + ZnX}_2 \rightarrow \text{R}_2\text{Zn + 2 MgX}_2\]

\[ \text{R}_2\text{Hg + Zn} \rightarrow \text{Hg + R}_2\text{Zn}\]

Bibliografía

E. von Frankland. Justus Liebigs Ann. Chem. , 1849, 71, 171.
J. J. Habeeb, A. Osman y D. G. Tuck. J. Organomet. Chem. , 1980, 185, 117

RZnX

R 2 Zn

Bibliografía

R ₂ Zn