Молибденорганическая химия
Молибденорганическая химия — это химия химических соединений со связями Mo-C. Более тяжелые элементы 6-й группы, молибден и вольфрам, образуют металлоорганические соединения, аналогичные соединениям хроморганической химии , но более распространены более высокие степени окисления. [2]
Mo(0) и другие восстановленные состояния
[ редактировать ]Гексакарбонил молибдена является предшественником многих замещенных производных. Он реагирует с литийорганическими реагентами с образованием анионных ацилов, которые можно O-алкилировать с образованием карбенов Фишера .
Mo(CO) 6 реагирует с аренами с образованием комплексов рояля и стула, таких как трикарбонил (мезитилен) молибдена . Трикарбонил циклогептатриенмолибдена , родственный (арену)Mo(CO) 3 , реагирует с тритильными солями с образованием циклогептатриенильного комплекса: [3]
- (C 7 H 8 )Mo(CO) 3 + (C 6 H 5 ) 3 C + → [(C 7 H 7 )Mo(CO) 3 ] + + (С 6 Н 5 ) 3 СН
Восстановление Mo(CO) 6 дает [Mo(CO) 5 ] 2− что формально является Mo(-II). [4]
Соединения Mo(0), не содержащие CO, имеют тенденцию быть более восстановительными и кинетически лабильными, чем карбонильные комплексы. [5] Примеры включают бис(бензол)молибден (Mo(C6H6 ) и трис 2 ) (бутадиен)молибден. Такие соединения можно получить синтезом паров металлов и восстановительными путями из хлорида молибдена (V) . [6]
Я (II)
[ редактировать ]Галогенирование Mo(CO) 6 дает карбонилгалогениды Mo(II), которые также являются универсальными предшественниками. [7] Одна большая коллекция соединений имеет формулу (C 5 R 5 )Mo(CO) 3 X, полученную из димера трикарбонила циклопентадиенилмолибдена (X = галогенид, гидрид, алкил). [8]
Обработка ацетата молибдена(II) метиллитием дает Li 4 [Mo 2 (CH 3 ) 8 ].
Мо(IV)
[ редактировать ](X = H) с формулой типа Cp 2 MoX 2 Молибдоцендихлорид (X = Cl) и молибдоцендигидрид известны как анса-металлоценовые аналоги.
Мо (V) и Мо (VI)
[ редактировать ]Mo(CH 3 ) 5 , Mo(CH 3 ) 6 и соли [Mo(CH 3 ) 7 ] − известны. [5]
Оксо- и имидные (RN=) лиганды обнаружены в нескольких молибденорганических соединениях с высокой степенью окисления. комплексы (C 5 R 5 )MoO 2 X. Показательны [9] на основе молибдена Schrock Катализаторы метатезиса олефинов содержат центры молибдена (VI), поддерживаемые алкоксидными , алкилиденовыми и имидо-лигандами. [10]
Неопентилидиновые комплексы молибдена, содержащие стерически требовательные феноляты или разветвленные фторированные алкоксиды, являются катализаторами метатезиса алкинов. [11] Однако приготовление этих катализаторов по стандартной методике Шрока проблематично. Вид трисалкоксида 17 активен при комнатной температуре. [12]
Еще большие возможности предоставляет родственный комплекс-предшественник 18, который изначально предназначен для стехиометрического расщепления динитрогена . [13] [14] Действительно, при обработке комплекса 18 ДХМ в толуоле основными образующимися частицами являются метилидиновый комплекс 19 и монохлоридное соединение 20. [15] Что еще более важно, комбинация комплекса 18 и DCM допускает появление многочисленных полярных групп. Например, основные амины и сульфиды , которые дезактивируют более кислотный комплекс Льюиса, такой как комплекс Шрока. После этого оригинального открытия Мур и его коллеги попробовали высшие дихлориды драгоценных камней RCHCl 2 в качестве активирующих агентов для увеличения срока службы катализатора. [16] Чтобы повторно преобразовать побочный хлорид, они добавили магний в реакцию . Более того, после замены лиганда на лиганд с дефицитом электронов, такой как п -нитрофенол, появился доступ к очень активному катализатору 22, который был эффективен во многих приложениях, особенно в химии полимеров и материаловедении . [17] С другой стороны, алкоголиз 21 с тридентатным лигандом приведет к более длительному времени жизни и лучшему охвату субстрата. [18]
Несмотря на благоприятные характеристики таких катализаторов, с комплексом 18 необходимо обращаться очень осторожно. Это соединение не только очень чувствительно к окислению и гидролизу, но даже достаточно реакционноспособно, чтобы расщеплять молекулярный азот.
молибдена нитрида Комплексы с лигандами Ph 3 SiO являются практичным и толерантным прекатализатором метатезиса алкинов. [19] Этот результат позволил предположить, что алкилидины молибдена, наделенные лигандами Ph 3 SiO, должны быть очень активными. Чтобы еще больше повысить осуществимость, стабильность и активность этих катализаторов, они придумали независимый способ прямого получения алкилидинов вместо их нитрильных аналогов. Путем комплексообразования с 1,10-фенантролином в качестве прекатализатора может быть образовано устойчивое на воздухе соединение 27, которое легко активируется MnCl 2 или ZnCl 2 в растворителях. [20] Как показано ниже, этот маршрут хорошо масштабируем и практичен.
Вольфраморганические соединения
[ редактировать ]Известны вольфрамовые аналоги практически всех молибденовых соединений. Некоторые примечательные примеры включают гексаметилвольфрам и аналоги катализаторов метатезиса олефинов Шрока.
на основе вольфрама Многие катализаторы алкинового метатезиса относятся к общему типу [X 3 W≡CR]. [21] Активностью управляют лиганды. Типичный путь получения таких катализаторов включает обработку неопентилового реактива Гриньяра до предшественника вольфрама (VI) с последующим чистым алкоголизом алкильных лигандов. [22] Комплекс 3 может подвергаться лигандному обмену с солями лития с образованием катализаторов типа Шрока (комплекс 4). Другой способ образования комплекса 4 — расщепление внутреннего алкина комплексом W (III), например 5. [23] [24] Комплекс 2, как и комплекс 3, не способен метатезировать внутренние алкины, соответствующий путь показан справа. Подробно, соединение 6 (когда X не является OR) будет реагировать с двумя эквивалентными алкинами с образованием комплекса 7. Комплекс 7 пройдет «ассоциативный путь» с образованием металлобензольного комплекса 8. Он разложится на полимеризованные соединения или циклопентадиенильный комплекс с формально восстановленный вольфрамовый центр. Вольфрамоцены или вольфрамсодержащие металлоцены могут быть образованы из этих циклопентадиенильных комплексов.
Формальный 12-электронный счет центра W(VI) в катализаторе Шрока представляет собой заметную кислотность Льюиса , что серьезно ограничивает область применения этих катализаторов. Например, катализатор Шрока не способен метатезировать субстраты, содержащие донорные или основные центры, такие как амины, тиоэфиры или краун-эфира сегменты . Чувствительные к кислоте группы, такие как ацетали, могут быть разрушены. Замена трет-бутоксидных лигандов фторированными алкоксидами увеличивает кислотный характер Льюиса. Для достижения баланса предполагается, что вокруг вольфрамового центра будет работать гетеролептическая двухтактная среда (как показано ниже). [25] [26] [27] [28] [29] Например, комплекс 13 высокоактивен (достаточно загрузки 1-2 мол.%) и совместим со многими функциональными группами.
Приложения
[ редактировать ]Катализаторы на основе молибдена полезны для метатезиса олефинов . [10]
Алкилидиновые комплексы трисамидомолибдена(VI) катализируют метатезис алкинов . [30]
При Кауфмана олефинировании хлорид молибдена (III) и метиллитий образуют металлоорганический комплекс, способный к карбонильному олефинированию. [31]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Беатрис Росслер; Свен Кляйнхенца; Конрад Зеппельт (2000). «Пентаметилмолибден». Химические коммуникации (12): 1039–1040. дои : 10.1039/b000987n .
- ^ Поли, Р. (2008). «Химия органомолибдена и вольфрама с высокой степенью окисления в протонных средах» (PDF) . Коорд. хим. Преподобный . 252 (15–17): 1592–1612. дои : 10.1016/j.ccr.2007.11.029 .
- ^ Грин МЛХ , Нг ДКП (1995). «Циклогептатриен и -енильные комплексы ранних переходных металлов». Химические обзоры . 95 (2): 439–73. дои : 10.1021/cr00034a006 .
- ^ Эллис, Дж. Э. (2003). «Анионы карбонила металлов: из [Fe(CO) 4 ] 2− [Hf(CO) 6 ] 2− и далее». Металлоорганические соединения . 22 (17): 3322–3338. doi : 10.1021/om030105l .
- ^ Jump up to: а б Цветок, КР (2007). «Соединения молибдена без CO или изонитрильных лигандов». В Мингосе, Д. Майкл П .; Крэбтри, Роберт Х. (ред.). Комплексная металлоорганическая химия III . Том. 5. С. 513–595. дои : 10.1016/B0-08-045047-4/00072-8 . ISBN 9780080450476 .
- ^ Стефан, GC; Нэтер, К.; Питерс, Г.; Тучек, Ф. (2013). «17- и 18-электронные бис- и трис(бутадиеновые) комплексы молибдена: электронная структура, спектроскопические свойства и реакции окислительного замещения лиганда». Неорг. Хим . 52 (10): 5931–5942. дои : 10.1021/ic400145f . ПМИД 23627292 .
- ^ Джозеф Л. Темплтон «Четырехэлектронные алкиновые лиганды в комплексах молибдена (II) и вольфрама (II)» Достижения в металлоорганической химии 1989, том 29, страницы 1–100. два : 10.1016/S0065-3055(08)60352-4
- ^ Синтез металлоорганических соединений: Практическое руководство Санширо Комия Ред. С. Комия, М. Хурано 1997 г.
- ^ Кун, FE; Сантос, AM; Херрманн, Вашингтон (2005). «Оксиды органорения (VII) и молибдена (VI): синтез и применение при эпоксидировании олефинов». Далтон Транс. (15): 2483–2491. дои : 10.1039/b504523a . ПМИД 16025165 .
- ^ Jump up to: а б Р. Р. Шрок (1986). «Алкилиденовые комплексы молибдена и вольфрама в высокой степени окисления». Акк. хим. Рез. 19 (11): 342–348. дои : 10.1021/ar00131a003 .
- ^ Маккалоу, Лафлин Г. (1985). «Множественные связи металл-углерод. 38. Получение алкилидиновых комплексов триалкоксимолибдена(VI), их реакции с ацетиленами и рентгеноструктурное строение Mo[C3(CMe3)2][OCH(CF3)2](C5H5N)2» . Дж. Ам. хим. Соц . 107 (21): 5987. doi : 10.1021/ja00307a025 .
- ^ Цай, И-Чоу; Камминс, Кристофер К. (2000). «Простой синтез алкилидиновых комплексов триалкоксимолибдена (VI) для алкинового метатеза» . Металлоорганические соединения . 19 (25): 5260. doi : 10.1021/om000644f .
- ^ Камминс, Кристофер К. (1998). «Восстановительное расщепление и связанные с ним реакции, приводящие к образованию кратных связей молибден-элемент: новые пути, предлагаемые трехкоординационным молибденом (III)» . Химические коммуникации (17): 1777–1786. дои : 10.1039/A802402B .
- ^ Фюрстнер, Алоис (1999). «Комплексы Mo[N(t-Bu)(Ar)]3 как предшественники катализаторов: активация in situ и применение к реакциям метатезиса алкинов и диинов» . Дж. Ам. хим. Соц . 121 (40): 9453. doi : 10.1021/ja991340r .
- ^ Агапие, Теодор (2002). «Перенос метина (CH) посредством абстракции атома хлора/стратегии удаления бензола: синтез и разработка метилидина молибдена в фосфаизоцианидный комплекс» . Дж. Ам. хим. Соц . 124 (11): 2412–2413. дои : 10.1021/ja017278r . ПМИД 11890770 .
- ^ Чжан, Вэй; Мур, Джеффри (2004). «Высокоактивные триалкоксимолибденовые (VI) алкилидины катализаторы, синтезированные с помощью стратегии восстановительной переработки» . Дж. Ам. хим. Соц . 126 (1): 329–335. дои : 10.1021/ja0379868 . ПМИД 14709099 .
- ^ Чжан, Вэй; Мур, Джеффри (2004). «Синтез поли(2,5-тиениленэтинилена) путем метатезиса алкинов» . Макромолекулы . 37 (11): 3973. Бибкод : 2004МаМол..37.3973Z . дои : 10.1021/ma049371g .
- ^ Чжан, Вэй (2011). «Внедрение мотива поданда в конструкцию катализатора метатезиса алкинов: высокоактивный мультидентатный катализатор на основе молибдена (VI), устойчивый к полимеризации алкинов» . Энджью. хим. Межд. Эд . 50 (15): 3435–3438. дои : 10.1002/anie.201007559 . ПМИД 21394862 .
- ^ Фюрстнер, Алоис (2009). «Комплексы нитрида молибдена с лигандами Ph3SiO являются чрезвычайно практичными и толерантными предкатализаторами метатезиса алкинов и эффективными агентами переноса азота» . Дж. Ам. хим. Соц . 131 (27): 9468–9470. дои : 10.1021/ja903259g . ПМИД 19534524 .
- ^ Фюрстнер, Алоис (2010). «Новые практические катализаторы алкинового метатезиса на основе силилокси с оптимизированными профилями активности и селективности» . Дж. Ам. хим. Соц . 132 (32): 11045–11057. дои : 10.1021/ja104800w . ПМИД 20698671 .
- ^ Фюрстнер, Алоис (2013). «Алкиновый метатезис на подъеме» . Энджью. хим. Межд. Эд . 52 (10): 2794–3519. дои : 10.1002/anie.201204513 . ПМИД 23355479 .
- ^ Шрок, Р. (1978). «Множественные связи металл-углерод. 12. Неопентилидины вольфрама и молибдена и некоторые неопентилиденовые комплексы вольфрама» . Дж. Ам. хим. Соц . 100 (21): 6774. doi : 10.1021/ja00489a049 .
- ^ Чисхолм, Малкольм Х. (2007). «Гексакис(диметиламидо)дивольфрам и хлорид вольфрама(IV)» . Неорганические синтезы . Том. 29. стр. 137–140. дои : 10.1002/9780470132609.ch33 . ISBN 9780470132609 .
- ^ Шрок, Р. (1982). «Метатезис тройных связей вольфрам-вольфрам с ацетиленами и нитрилами с образованием алкилидиновых и нитридокомплексов» . Дж. Ам. хим. Соц . 104 (15): 4291. doi : 10.1021/ja00379a061 .
- ^ Пиво, Стефан (2009). «Экспериментальные и теоретические исследования каталитического кросс-метатеза алкинов с имидазолин-2-иминато-вольфрамовыми алкилидиновыми комплексами» . Металлоорганические соединения . 28 (5): 1534. doi : 10.1021/om801119t .
- ^ Пиво, Стефан (2007). «Эффективный метатезис алкинов при комнатной температуре с четко определенными имидазолин-2-иминато-вольфрамовыми алкилидиновыми комплексами» . Энджью. хим. Межд. Эд . 46 (46): 8890–8894. дои : 10.1002/anie.200703184 . ПМИД 17935104 .
- ^ Хаберлаг, Бирте (2010). «Получение имидазолин-2-иминатомолибденовых и вольфрамбензилидиновых комплексов: новый путь к высокоактивным катализаторам алкинового метатезиса» . хим. Евро. Дж . 16 (29): 8868–8877. дои : 10.1002/chem.201000597 . ПМИД 20572182 .
- ^ Ву, Сиань; Данилюк, Константин Г; Хриб, Кристиан Дж; Тамм, Матиас (2011). «Фосфораиминато-вольфрам-алкилидиновые комплексы как высокоэффективные катализаторы метатезиса алкинов» . Журнал металлоорганической химии . 696 (25): 4147–4151. дои : 10.1016/j.jorganchem.2011.06.047 . ISSN 0022-328X . OCLC 4925450605 .
- ^ Шрок, Р. (2007). «Простой синтез вольфрамового алкалидинового катализатора для метатеза алкинов» . Металлоорганические соединения . 26 (3): 475. doi : 10.1021/om0610647 .
- ^ Вэй Чжан; Юньи Лу; Джеффри С. Мур (2007). «Получение пропилидинового комплекса трисамидомолибдена (VI)». Орг. Синтез . 84 : 163. дои : 10.15227/orgsyn.084.0163 . Вэй Чжан; Хён Мо Чо; Джеффри С. Мур (2007). «Получение макроцикла на основе карбазола посредством алкинового метатезиса, вызванного осаждением» (PDF) . Орг. Синтез . 84 : 177. дои : 10.15227/orgsyn.084.0177 . S2CID 93992722 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2020 г.
- ^ Кауфманн, Т. (1997). «Молибденорганические и вольфраморганические реагенты. 7. Новые реакции молибденорганических и вольфраморганических соединений: аддитивно-восстановительная карбонильная димеризация, спонтанное превращение метильных лигандов в μ-метиленовые лиганды и селективное карбонилметиленирование». Энджью. хим. Межд. Эд. англ . 36 : 1259–1275. дои : 10.1002/anie.199712581 .