Реферат: Активация алкенов и алкинов
В ацетиленовых комплексах I типа (Ag(I), Cu(I), Hg(II), Pt(II), Pd(II), Ru(III) и др.) повышение электрофильности тройной связи приводит к облегчению взаимодействия с нуклеофильной частицей из раствора (транс- присоединение) или нуклеофилом, координированным металлом (цис -внедрение):
Основные реакции π-комплексов I типа довольно удачно промоделированы на комплексах Pt(II):
Образующийся катионный π-комплекс способен превращаться по нескольким направлениям:
В π-комплексах II типа в первую очередь сильно разрыхляется тройная связь углерод-углерод и связь C-X при тройной связи. Так, активация связи С-Н в π-комплексах Ni(0), Pt(0), Os(0) или Rh(I) приводит к окислительному присоединению с образованием этинилгидридного комплекса металла:
Вторая характерная реакция для π-комплексов II типа – это реакция циклообразования, причем в состав получающегося металлоцикла входят уже две молекулы алкина:
Металлоциклопентадиены из алкинов получены в реакциях комплексов Pt(0), Pd(0), Co(I), Fe(0), Rh(I), Ir(I) и Ti(II).
Активация полярных молекул
Полярные молекулы НХ, где Х – ОН, OR, Hal, CN, NH2 , NR2, NHR, SR и др. активируются по механизму, близкому к механизму активации апротонными кислотами. Образование донорно-акцепторной связи между донорным атомом полярной молекулы и комплексом переходного металла, имеющим вакантные орбитали, приводит к ослаблению связи Н – Х. Ослабление связи H-X при координации этих молекул подтверждается, как правило, данными ИК-спектров координированных молекул. При этом в образующемся комплексе происходит смещение σ-пары электронов донорных атомов O, N или S к иону металла, обладающему акцепторными свойствами. Молекула лиганда поляризуется, что приводит к ее ионизации и облегчает диссоциацию (в полярных растворителях):
Смещение электронов и ослабление связи Х-Н при координации подтверждается данными ИК-спектров координированных молекул. Например, координация RNH2 в комплексах с PtCl2 приводит к понижению νN - H (на 80-100 см-1 ).
В результате повышается способность связи Н-Х к гетеролитической диссоциации с передачей протона на другой субстрат или его окислительному присоединению к переходному металлу (в зависимости от степени окисления металла и состояния его внутренней координационной сферы).
HX + MLn —→ H--X→MLn-1 + L
Даже такие слабые кислоты, как молекула аммиака или аминов, легко депротонируются в водных или неводных средах в координационной сфере переходных металлов:
TiCl4 + 6NH3 → TiCl(NH2 )3 + 3 NH4 Cl
Или
Pt(NH3 )X5 - + H2 O → Pt(NH3 )X5 2- + H3 O+
В результате в комплексе металла появляется фрагмент молекулы HX (например, NH2 ), реакционная способность которого, конечно, ниже, чем свободного иона NH2 - , но концентрация которого на много порядков выше, чем в отсутствие комплексообразователя.
Константа диссоциации ацетонитрила HCN, например, составляет 10-10 . Образование комплексов с металлами позволяет существенно повысить концентрацию группы M-CN.
Так, при взаимодействии HCN с полиядерными комплексами меди(I)
Cum Cln( n - m )- + HCN→ Cln Cum -1 (CuCN) + HCl
концентрация CuCN в растворе может достигать 15% вес. Координированный анион CNможет далее участвовать в различных реакциях:
Для катализа особенно важны две последние реакции. Последняя реакция приводит к образованию изосинильной кислоты, способной внедряться по связи M-X.
Рекомендуемая литература