31: Compuestos Orgánicos de Metales de Transición

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En los años siguientes a la brillante propuesta de Kekulé para la estructura del benceno, la química orgánica sufrió una tremenda expansión, y en el proceso se desarrollaron una amplia variedad de paradigmas o hipótesis de trabajo sobre qué tipos de compuestos podrían “existir” y qué tipo de reacciones podrían ocurrir. En muchos casos, la aceptación de estas hipótesis pareció sofocar muchas posibles líneas de investigación y provocó que las pruebas contrarias fueran encasilladas como “interesantes pero no concluyentes”. Como ejemplo, se creía que el paradigma de la deformación angular excluye completamente sustancias que sabemos que ahora son intermedios de reacción estables o importantes, como el cubané (Sección 12-10), ciclopropanona (Sección 17-11) y bencino (Secciones 14-6C y 23-8). ). Ningún paradigma hizo más para retardar el desarrollo de la química orgánica que la noción de que, con “pocas” excepciones, los compuestos con enlaces entre carbono y metales de transición (Fe, Co, Ni, Ti, etc.) son inherentemente inestables. Esta idea fue barrida en 1951 con el descubrimiento del ferroceno (\(C_5H_5)_2Fe\)) por P. L. Pauson. ¡El ferroceno tiene propiedades inauditas para un compuesto de organohierro, estable a más de 500 ° y capaz de disolverse en, y recuperarse de, ácido sulfúrico concentrado! El trabajo de Pauson inició una avalancha de investigaciones sobre metales de transición en el área general entre la química orgánica e inorgánica, que ha florecido desde entonces y ha llevado a una mejor comprensión de importantes procesos bioquímicos.

31.1: Metalocenos
Un metaloceno es un compuesto que típicamente consiste en dos aniones de ciclopentadienilo unidos a un centro metálico (M) en el estado de oxidación II. Ciertos metalocenos y sus derivados presentan propiedades catalíticas, aunque los metalocenos rara vez se utilizan industrialmente. El primer metaloceno que se clasificó fue el ferroceno.
31.2: Otros Compuestos Organometálicos de Metales de Transición
No todos los compuestos organometálicos de los metales de transición datan del descubrimiento del ferroceno. Muchos se conocen desde hace mucho tiempo pero sus estructuras no se entendieron.
31.3: Compuestos de metales de transición como reactivos para síntesis orgánica
Los compuestos de metales de transición pueden actuar como reactivos para síntesis orgánicas. Por ejemplo, algunos hidruros de metales de transición se muestran prometedores como reactivos sintéticos y el sodio reacciona con el pentacarbonilo de hierro para producir una sal conocida como tetracarbonilferrato de sodio (-II) 2, que se ha demostrado que tiene un potencial considerable como reactivo para la síntesis orgánica.
31.4: Algunas reacciones catalíticas homogéneas que involucran complejos de metales de transición
Algunos complejos de metales de transición pueden catalizar reacciones homogéneas como la hidrogenación, Hidroformilación de Alquenos, Carbonilación de Metanol y metátesis de alquenos.
31.5: Complejos π-propenilo de níquel
Se ha desarrollado un considerable cuerpo de química altamente útil a base de níquel. Muchas de estas reacciones involucran lo que se llama complejos π -propenilo y su formación tiene una estrecha analogía en la formación de ferroceno a partir de compuestos de ciclopentadienilmagnesio y cloruro férrico.
31.6: Vitamina B12 como compuesto organometálico
La estructura de la vitamina B12 con un ion cianuro coordinado con cobalto no es la forma activa de la vitamina sino que es una forma particularmente estable, conveniente para aislar y manejar. La forma activa es una coenzima que es notable por tener un enlace carbono-cobalto a un carbono esencialmente de tipo alquilo.
31.E: Compuestos Orgánicos de Metales de Transición (Ejercicios)
Estos son los ejercicios de tarea para acompañar al Capítulo 31 del Textmap for Basic Principles of Organic Chemistry (Roberts y Caserio).

Miniaturas: Modelo de bola y varilla de una molécula de metaloceno donde los aniones de ciclopentadienilo están en una conformación escalonada. La bola púrpura en el medio representa el catión metálico. (Dominio público; Ben Mills).

Colaboradores y Atribuciones

John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."