• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Kompleksy alkenowe

    Przeczytaj także...
    Orbita – tor ciała (ciała niebieskiego lub sztucznego satelity) krążącego wokół innego ciała niebieskiego. W Układzie Słonecznym Ziemia, inne planety, planetoidy, komety i mniejsze ciała poruszają się po swoich orbitach wokół Słońca. Z kolei księżyce krążą po orbitach wokół planet macierzystych.π-kompleksy to w chemii metaloorganicznej związki chemiczne, w których występują wiązania koordynacyjne tworzone przez boczne nakładanie się orbitali π z wiązań wielokrotnych węgiel-węgiel z orbitalami d metali przejściowych.
    Ligand, addend – atom, cząsteczka lub anion w związkach kompleksowych, który jest przyłączony bezpośrednio do atomu centralnego lub kationu centralnego, zwanego centrum koordynacji albo rdzeniem kompleksu. Pojęcie ligandu (jak również atomu centralnego) nie jest jednoznaczne i w wielu przypadkach jest kwestią umowną. W chemii organicznej określenie ligand jest stosowane wymiennie z określeniem podstawnik.

    Kompleksy alkenowe to związki metaloorganiczne, z grupy π-kompleksów, w których przynajmniej jeden ligand łączy się z centralnym atomem metalu poprzez boczne nałożenie orbitali π jednego wiązania podwójnego węgiel-węgiel z orbitalami d metalu. Ligand alkenowy, w sensie w jakim używa się ten termin w chemii metatoorganicznej, nie musi być koniecznie "czystym" alkenem – może to być także pochodna dowolnego alkenu lub dienu zdolna do łączenia się z metalem co najmniej jednym wiązaniem π-d.

    Elektrofil (czynnik elektrofilowy) – cząsteczka lub grupa, w której występuje niedomiar elektronów i w odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich akceptorem.Proces Wackera (zwany też procesem Hoechsta-Wackera od firm w których został opracowany) – reakcja chemiczna bezpośredniego utleniania etenu do acetaldehydu tlenem w środowisku wodnym w obecności mieszanego chlorku palladu-miedzi (PdCl2•CuCl2) jako katalizatora homogenicznego. Sumarycznie proces ten przedstawia poniższe równanie:

    Wiązanie π-d[ | edytuj kod]

    Wiązanie π-d jest w istocie kombinacją dwóch oddziaływań – bocznego nałożenia orbitalu wiążącego π z orbitalem d metalu, w którym to donorem elektronów jest alken, oraz frontalnego nałożenia orbitalu antywiążącego π* z orbitalami d metalu, gdzie donorem elektronów jest metal:

    Dieny – grupa organicznych związków chemicznych, węglowodory nienasycone, w których występują dwa wiązania podwójne między atomami węgla. Ogólny wzór dienów otwarto-łańcuchowych to CnH2n-2, zaś dienów cyklicznych to CnH2n-4.Związki metaloorganiczne – organiczne związki chemiczne zawierające przynajmniej jedno wiązanie kowalencyjne pomiędzy atomem metalu i atomem węgla grupy organicznej. Do związków metaloorganicznych nie zalicza się związków zawierających wyłącznie ligandy nieorganiczne (np. CO i CN), ani związków, w których nie występuje wyraźne wiązanie metal-węgiel. Np. tetraetyloołów Pb(C2H5)4 i dimetylortęć Hg(CH3)2 są związkami metaloorganicznymi, natomiast nie są nimi np. etanolan sodu C2H5ONa (brak wiązania Na-C), hem (zawiera wiązanie Fe-N, a nie Fe-C) i pentakarbonylek żelaza Fe(CO)5 (brak grupy organicznej). Do pierwiastków tworzących związki metaloorganiczne zalicza się oprócz typowych metali, także półmetale i niemetale o niskiej elektroujemności (np. bor, krzem, arsen itp.).
    Pi-d bond structure.png

    Efekt oddziaływania zwrotnego metalu w tego rodzaju połączeniach powoduje:

  • wydłużenie wiązania C=C
  • skrócenie wiązań C-M
  • zmianę kątów wiązań C-M i C-H oraz czasami także zmianę geometrii całego kompleksu
  • Zgodnie z teorią rezonansu chemicznego można to zapisać w formie dwóch struktur rezonansowych: Resonace structure of-pi-d..png

    Udział rezonansowej struktury metalocyklopropanowej wzrasta ze zwiększaniem się rozmiarów chmury elektronowej metalu i liczbą elektrofilowych podstawników przy alkenie:

    Karbonylki - nieorganiczne związki kompleksowe, w których ligandem jest tlenek węgla, stosowane w chemii metaloorganicznej. Nazwę karbonylek stosuje się także na określenie samego ligandu karbonylkowego, CO (nie należy mylić go z organiczną grupą karbonylową).Kompleksy alkilowe – związki metaloorganiczne, w których występują pojedyncze wiązania chemiczne sigma węgiel-metal. Przez ligandy alkilowe w chemii metaloorganicznej rozumie się zwykle nie tylko tradycyjne grupy alkilowe, ale też wszelkie grupy węglowodorowe (nawet aromatyczne), które łączą się z metalami wiązaniami σ-pojedynczymi.
    Alkene complexes.png

    Otrzymywanie[ | edytuj kod]

    Kompleksy alkenowe po raz pierwszy zostały otrzymane przez W.C.Zeisa w 1827 r. ale aż do lat ’60 XX w. nikt się nimi specjalnie nie interesował.

    Trzy najczęściej stosowane metody ich syntezy to:

  • Substytucja ligandów labilnych (np. karbonylku):
  • Alkene complex synthesis1.png
  • Redukcja halogenków metali:
  • Alkene complex synthesis2.png
  • Synteza wprost z metali:
  • Alkene complex synthesis3.png

    Własności[ | edytuj kod]

    Wymiana ligandów alkenowych odbywa się niemal tak samo łatwo jak karbonylkowych – wystarczy aby związek atakujący miał własności elektro- lub nukleofilowe – choć trochę silniejsze od ligandów alkenowych:

    Nukleofil – cząsteczka lub grupa, w której występuje nadmiar elektronów i w odpowiednich warunkach może być ich donorem.Tłuszcze – zwyczajowa nazwa grupy lipidów, estrów glicerolu i kwasów tłuszczowych, głównie triacylogliceroli. Reszty kwasowe występujące w cząsteczkach tłuszczów zawierają zwykle od 12 do 18 atomów węgla.
    Alkene complex properties1.png

    Czasami jednak reakcja z elektrofilem prowadzi do jego addycji bez odrywania ligandów alkenowych: Alkene complex properties2.png

    Z praktycznego punktu widzenia najważniejsza jest jednak reakcja z nukleofilami. Przyłączenie alkenu przez wiązanie π-d do metalu rozpoczyna cykl katalityczny powodujący aktywację wiązania =C-H w wyniku przekształcenia π-σ prowadzącego do powstania kompleksu alkilowego: Alkene complex properties3.png gdzie: L – dowolny ligand, Nu – dowolny nukleofil, M – dowolny metal przejściowy

    W wielu reakcjach katalitycznych zarówno nukleofil jak i alken są przyłączone do centrum metalicznego i atak nukleofila następuje wewnątrzcząsteczkowo. Np. kluczowy etap katalitycznego uwodorniania olefin, który stosuje się np. do utwardzania tłuszczów roślinny w trakcie produkcji margaryny:

    Alkeny – organiczne związki chemiczne z grupy węglowodorów nienasyconych, w których występuje jedno podwójne wiązanie chemiczne między atomami węgla (C=C). Razem ze związkami, które posiadają dwa lub więcej wiązań podwójnych (polienami, takimi jak dieny, trieny itd.) oraz z analogami pierścieniowymi (cykloalkenami i cyklopolienami) tworzą grupę olefin. Mają więcej izomerów oraz są też bardziej aktywne niż alkany. Wraz ze zwiększającą się długością łańcucha węglowego maleje ich reaktywność. Można je otrzymać z ropy naftowej, a w laboratorium w reakcji eliminacji fluorowca z halogenków alkilowych lub przez dehydratację alkoholi. Ich wzór ogólny to CnH2n.Rezonans chemiczny (mezomeria) – sposób przedstawiania struktury związków chemicznych i innych indywiduów chemicznych za pomocą tzw. struktur granicznych. Faktyczna struktura cząsteczki jest opisywana przez kombinację liniową tych struktur.
    Sigma-pi rearagment of alky.png

    Innymi reakcjami, w których stosuje się jako katalizatory kompleksy alkenowe to:

  • hydrosililowanie
  • proces Wackera
  • proces Monsanto




  • Warto wiedzieć że... beta

    Hydrosililowanie − reakcja chemiczna, addycja do wiązań wielokrotnych węgiel−węgiel i węgiel−heteroatom związków zawierających ugrupowania Si−H, prowadząca do powstania wiązania węgiel−krzem. Reakcja ta jest masowo wykorzystywana w przemyśle do funkcjonalizowania polisiloksanów oraz syntezy wielu silanów.
    Margaryna – produkt spożywczy należący do tłuszczów jadalnych. Wynalazł ją francuski chemik Hippolyte Mege Mouriés w 1869 roku. Jest to emulsja tłuszczowo-wodna wytwarzana współcześnie głównie poprzez katalityczne uwodornienie płynnych olejów roślinnych (rzepakowego, sojowego, palmowego, arachidowego i innych). Zawartość tłuszczu w margarynie wynosi 40-80%. Jako półsyntetyczny produkt pochodzenia roślinnego nie zawiera cholesterolu. W zależności od składu ma konsystencję miękką (dostępna w handlu w pojemnikach z tworzyw sztucznych) lub twardą (sprzedawana w kostkach).
    Katalizator – substancja chemiczna, która dodana do układu powoduje zmianę ścieżki kinetycznej reakcji chemicznej, na taką, która ma niższą energię aktywacji, czego efektem jest wzrost szybkości reakcji chemicznej. W trakcie procesów z udziałem katalizatora reakcja chemiczna przebiega drogą o energii mniejszej w stosunku do reakcji bez udziału katalizatora. Dzieje się tak, ponieważ w trakcie reakcji powstaje dodatkowy kompleks przejściowy katalizator-substrat, który ulega reakcji w wyniku dostarczenia mniejszej ilości energii niż dla reakcji bez udziału katalizatora.
    Metale – pierwiastki chemiczne charakteryzujące się obecnością w sieci krystalicznej elektronów swobodnych (niezwiązanych). W przeważającej większości wykazują one następujące własności:

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.018 sek.