Ривер-метал
Металл Риеке представляет собой высокореактивный металлический порошок, полученный восстановлением соли металла щелочным металлом. Эти материалы названы в честь Рубена Д. Рике, который вместе с коллегой впервые описал в 1972 году рецепты их приготовления. [1] В 1974 году он рассказал о Рике-магнии. [2] В статье Рике 1989 года перечислены несколько металлов, которые согласно таблице Менделеева разрешены для производства с помощью его процесса: Cd , Zn , Ni , Pt , Pd , Fe , In , Tl , Co , Cr , Mo , W , Cu , которые в свою очередь называются Рике-никель, Рике-платина и т. д. [3]
Металлы Риеке обладают высокой реакционной способностью, поскольку имеют большую площадь поверхности и не имеют поверхностных оксидов , которые могут замедлять реакцию сыпучих материалов. Частицы очень мелкие: от 1-2 мкм до 0,1 мкм и менее. Некоторые металлы, например никель и медь, образуют черные коллоидные суспензии , которые не оседают даже при центрифугировании и не поддаются фильтрации. Другие металлы, такие как магний и кобальт, дают более крупные частицы, но обнаружено, что они состоят в основном из побочного продукта щелочной соли, причем металл диспергирован в них в виде гораздо более мелких частиц или даже в виде аморфной фазы. [3]
Подготовка
[ редактировать ]обычно получают восстановлением безводного щелочным хлорида металла Металлы Риеке в металлом подходящем растворителе. [4] [3] Например, магний Риеке можно получить из хлорида магния с калием в качестве восстановителя: [5] [6] [4]
- MgCl 2 + 2 К → Mg + 2 KCl
Рике первоначально описал три общие процедуры:
- Реакция с расплавленным натрием или калием в растворителе, температура кипения которого выше температуры плавления металла и который может растворять часть безводной соли, в инертной атмосфере . Предлагаемые комбинации: калий в тетрагидрофуране (ТГФ), натрий в 1,2-диметоксиэтане и металл с бензолом или толуолом . Экзотермическая реакция занимает несколько часов и обычно требует кипячения с обратным холодильником . [3]
- Реакция с щелочным металлом при температурах ниже его температуры плавления, с каталитическим количеством (5-10 мольных %) переносчика электронов, такого как нафталин. [3] или бифенил . [7] Этот метод можно использовать с литием в качестве восстановителя даже при комнатной температуре, и поэтому он менее опасен, чем предыдущий метод; и часто приводит к получению более реакционноспособных порошков. [5]
- Реакция с ранее полученным нафталидом лития [3] или бифенилид лития [7] вместо лития. Этот процесс можно осуществлять при еще более низких температурах, ниже температуры окружающей среды. Было обнаружено, что хотя он и медленнее, он производит еще более мелкие частицы. [3]
Хлорид щелочного металла соосаждается с мелкодисперсным металлом, который можно использовать на месте или отделить путем промывания хлорида щелочного металла подходящим растворителем. [3]
Использование
[ редактировать ]Цинк Rieke привлек наибольшее внимание из всех металлов Rieke. Интерес вызван способностью Рике Zn превращать 2,5-дибромтиофены в соответствующий политиофен . [8] Рике-Zn также реагирует с бромэфирами с образованием цинкорганических реагентов, ценных для реакции Реформатского . [9]
Магний Риеке реагирует с арилгалогенидами, некоторые даже при -78 ° C, с образованием соответствующих реагентов Гриньяра , часто со значительной селективностью. [10] Магний Рике известен тем, что позволяет образовывать «невозможные реагенты Гриньяра», например, полученные из арилфторидов и 2-хлорнорборнана. [5]
История
[ редактировать ]Использование высокореактивных металлов в химическом синтезе стало популяризироваться в 1960-х годах. Одним из достижений в этой теме является использование синтеза паров металлов , как описано Скеллом: [ нужна ссылка ] Тиммс, [11] Тонкий, [ нужна ссылка ] и другие. Все эти методы основывались на сложном оборудовании для испарения металлов с высвобождением атомной формы этих реагентов.
В 1972 году Рубен Д. Рике, профессор химии Университета Северной Каролины, опубликовал метод, который теперь носит его имя. [12] В отличие от предыдущих методов, он не требовал специального оборудования, а основными проблемами были только обращение с пирофорными реагентами и/или продуктами, а также необходимость в безводных реагентах и безвоздушных методах . Таким образом, его открытие привлекло большое внимание из-за своей простоты и реакционной способности активированных металлов.
Рике продолжил эту работу в Университете Небраски-Линкольна . он и его жена Лоретта основали ООО «Rieke Metals» . На основе этих материалов в 1991 году [13]
Безопасность
[ редактировать ]Производство и использование металлов Rieke часто связано с работой с высокопирофорными материалами , что требует использования безвоздушных технологий .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рике, Рубен (2017). «Магний». Химический синтез с использованием высокореактивных металлов . стр. 161–208. дои : 10.1002/9781118929124.ch4 . ISBN 978-1-118-92911-7 .
- ^ Рике, Рубен Д.; Бэйлз, Стивен Э. (1974). "ХимИнформ Резюме: АКТИВИРОВАННЫЕ МЕТАЛЛЫ ЧАСТЬ 4. ПОЛУЧЕНИЕ И РЕАКЦИИ ВЫСОКОРЕАКЦИОННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАГНИЯ". Chemischer Informationsdienst . 5 (21). дои : 10.1002/chin.197421315 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Рике, Р.Д. (1989). «Получение металлоорганических соединений из высокореактивных металлических порошков». Наука . 246 (4935): 1260–1264. Бибкод : 1989Sci...246.1260R . дои : 10.1126/science.246.4935.1260 . ПМИД 17832221 . S2CID 92794 .
- ^ Jump up to: а б Рике, Рубен Д.; Селл, Мэтью С.; Кляйн, Уолтер Р.; Чен, Тянь-Ань; Браун, Джеффри Д.; Хэнсон, Марк В. (1995). «Rieke Metals: высокореактивные металлические порошки, полученные щелочным восстановлением солей металлов». Активные металлы . стр. 1–59. дои : 10.1002/9783527615179.ch01 . ISBN 978-3-527-29207-3 .
- ^ Jump up to: а б с Рике, РД; Бэйлс, ЮВ; Хадналл, премьер-министр; Бернс, Т.П.; Пойндекстер, Г.С. (1988). «Высокореактивный магний для приготовления реактивов Гриньяра: 1-норборнановая кислота» . Органические синтезы
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link); Сборник томов , т. 6, с. 845 . - ^ Angew Chem Int Ed Engl - февраль 1993 г. - Алоис Фюрстнер - Химия высокореактивных металлов и с ними
- ^ Jump up to: а б Рике, РД; Ву, Т.-Ц.; Рике, Л.И. (1998). "Высокореакционный кальций для приготовления кальцийорганических реагентов: 1-адамантилгалогениды кальция и их присоединение к кетонам: 1-(1-адамантил)циклогексанол" " . Органические синтезы
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link); Сборник томов , т. 9, с. 9 . - ^ Чен, Т.-А.; Ву, Х.; Рике, Р.Д. (1995). «Региоконтролируемый синтез поли(3-алкилтиофенов) с участием цинка Рике: их характеристика и свойства в твердом состоянии». Журнал Американского химического общества . 117 : 233–244. дои : 10.1021/ja00106a027 .
- ^ Рике, РД; Хэнсон, М.В. (1997). «Новые металлоорганические реагенты с использованием высокореактивных металлов». Тетраэдр . 53 (6): 1925–1956. дои : 10.1016/S0040-4020(96)01097-6 .
- ^ Ли, Дж.-С.; Веларде-Ортис, Р.; Гихарро, А.; Вурст, младший; Рике, Р.Д. (2000). «Низкотемпературное образование функционализированных реагентов Гриньяра путем прямого окислительного присоединения активного магния к арилбромидам». Журнал органической химии . 65 (17): 5428–5430. дои : 10.1021/jo000413i . ПМИД 10993378 .
- ^ Питер Л. Тиммс, «Новые разработки в области создания соединений и материалов путем конденсации газообразных высокотемпературных веществ при атмосферном или низком давлении». Школа химии Бристольского университета, Бристоль BS8 1TS, Великобритания
- ^ Рубен Д. Рике, Филип М. Хадналл (1972). «Активированные металлы. I. Получение высокореактивного металлического магния». Дж. Ам. хим. Соц . 94 (20): 7178–7179. дои : 10.1021/ja00775a066 .
- ^ (2018): « О нас ». Веб-сайт Rieke Metals, доступ 19 марта 2019 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Цинкорганические соединения BASF
- Rieke Metals , владелец бренда Rieke