Organometálicos 6/7
Summary
TLDREl script proporciona una visión detallada de las reacciones químicas de los compuestos organometálicos, enfocándose en su estructura y mecanismos. Se discuten reacciones de sustitución de ligandos, donde estos pueden ser intercambiados en complejos metálicos, y se destaca la importancia de la cuenta de electrones, que generalmente no debe superar los 18 electrones. Se introducen conceptos como procesos asociativos y disociativos, y se ejemplifican con reacciones de adición oxidativa y eliminación reductiva, donde se altera el estado oxidativo del metal. También se exploran reacciones de inserción migratoria y eliminaciones de hidrógeno, que son fundamentales para entender los catalizadores en procesos industriales como la síntesis de polietileno. El script es una valiosa fuente de información para químicos y estudiantes interesados en la química de los metales.
Takeaways
- 🌟 Los compuestos organométalicos tienen ligandos que pueden unirse a metales y participan en reacciones químicas importantes.
- 🔄 La reacción de sustitución de ligandos en compuestos organométalicos es similar a las que ocurren con el carbón, y estas reacciones pueden ser asociativas o disociativas.
- 🚫 Los compuestos organométalicos generalmente no superan los 18 electrones, lo que afecta los mecanismos de reacción y la estabilidad de los compuestos.
- ⚔ La reacción de adición oxidativa implica la unión de una molécula a un compuesto organométalico, resultando en la oxidación del metal.
- 🔄 La eliminación reductiva es la reacción inversa a la adición oxidativa, donde se elimina una molécula y se reduce el metal.
- 🔄 La inserción migratoria es una reacción donde un grupo alquiló migrará hacia el carbono, generando un nuevo enlace y alterando la estructura del compuesto.
- 🔢 La inserción 11 y la inserción 12 son tipos de reacciones donde un grupo se inserta o migra en la estructura del compuesto, pero la inserción 12 implica una migración a través de dos enlaces de distancia del metal.
- 🔄 La eliminación de hidrógeno beta es una reacción donde se elimina un hidrógeno que estaba unido a un carbono beta, lo que puede generar una estructura cíclica.
- 🔄 Las reacciones de eliminación de hidrógeno alfa, gamma y del sec son similares a la eliminación beta, pero se eliminan hidrógenos en posiciones diferentes del carbono.
- 🔄 Las reacciones de inserción y eliminación son reversibles y dependen de las condiciones para alcanzar el equilibrio.
Q & A
¿Qué son los compuestos organométalicos y cómo se unen los ligandos a los metales en estos compuestos?
-Los compuestos organométalicos son una clase de compuestos químicos en los que un átomo de metal está unido a átomos de hidrógeno o a grupos hidrocarburos. Los ligandos se unen a los metales formando enlaces coordinados, donde los ligandos pueden ser sustituidos o intercambiados por otros ligandos bajo ciertas condiciones de reacción.
¿Qué tipo de reacciones importantes se discuten en el guion y cuál es la primera que se menciona?
-Se discuten reacciones de sustitución de ligandos, adición oxidativa, eliminación reductiva, inserción migratoria y eliminación de hidrógeno. La primera reacción mencionada es la de sustitución de ligandos.
¿Cómo se describe el proceso de sustitución de ligandos en los compuestos organométalicos?
-El proceso de sustitución de ligandos en los compuestos organométalicos implica la interacción de procesos asociativos, disociativos y de intercambio, donde un ligando es reemplazado por otro en un complejo metálico.
¿Cuál es la restricción adicional que se menciona para los compuestos organométalicos en relación con la cuenta de electrones?
-La restricción adicional mencionada es que la cuenta de electrones en los compuestos organométalicos generalmente no debe superar los 18 electrones.
¿Cómo se describe el mecanismo de sustitución en los compuestos de 18 electrones y de 16 electrones?
-Los compuestos de 18 electrones tienden a seguir un mecanismo de disociación (hoy de), pasando de 18 a 16 electrones para alcanzar una situación estable, y luego regresan a 18 electrones en el producto final. Por otro lado, los compuestos de 16 electrones pueden seguir un mecanismo asociativo, pudiendo pasar por un intermediario de 18 electrones antes de volver a 16 en el producto.
¿Qué es la adición oxidativa y cómo afecta al metal en el compuesto organométalico?
-La adición oxidativa es una reacción en la que se añade una molécula a un compuesto organométalico, resultando en la oxidación del metal en ese compuesto. Esto implica la formación de nuevos enlaces M-X y la ruptura de un enlace M-L, donde X es el átomo que se une y L es el ligando que se elimina.
¿Cómo se describe el proceso de eliminación reductiva y cómo es la relación con la adición oxidativa?
-La eliminación reductiva es la reacción inversa a la adición oxidativa. Se produce la eliminación de una molécula, lo que resulta en la reducción del metal. Dependiendo de las condiciones, puede ocurrir adición o eliminación, y estas reacciones pueden ser muy rápidas, estando en equilibrio dinámico.
¿Qué es la inserción migratoria y cómo se diferencia de la inserción 11 y la inserción 12?
-La inserción migratoria, también conocida como reacción de inserción, es cuando un grupo X se migra hacia el carbono, resultando en la inserción de un átomo entre el metal y el grupo X. La inserción 11 se refiere a una migración donde el grupo X estaba unido a un solo enlace de distancia del metal, mientras que la inserción 12 implica que el grupo X estaba unido a dos enlaces de distancia del metal.
¿Cómo se describe el proceso de eliminación de hidrógeno beta y cómo es diferente de las eliminaciones alfa y gamma?
-La eliminación de hidrógeno beta es una reacción en la que se elimina un hidrógeno que estaba unido a un carbono beta. Esto se diferencia de las eliminaciones alfa y gamma, donde se elimina un hidrógeno unido al carbono alfa o a carbonos más alejados (gamma) respectivamente, y puede resultar en la formación de enlaces dobles o estructuras cíclicas.
¿Qué son las reacciones catalizadas por compuestos orgánicos y cómo se relacionan con las reacciones discutidas en el guion?
-Las reacciones catalizadas por compuestos orgánicos son procesos químicos en los que un compuesto orgánico acelera una reacción química sin ser consumido en el proceso. Estas reacciones están relacionadas con las discutidas en el guion ya que muchos de los mecanismos de reacción involucran interacciones de compuestos organométalicos y sus reacciones típicas, como la adición oxidativa y la eliminación reductiva.
Outlines
🔬 Reacciones de sustitución y adición oxidativa en compuestos organométalicos
El primer párrafo se enfoca en las reacciones de sustitución de ligandos y adición oxidativa en compuestos organométalicos. Se menciona que estos compuestos pueden experimentar sustituciones de ligandos similares a las de carbón, donde hay un intercambio de ligandos dependiendo de las condiciones de reacción. Además, se discute el mecanismo de reacción para compuestos de 18 electrones y cómo pueden pasar por un mecanismo de asociativo o disociativo para alcanzar una configuración estable de 16 electrones. Se da un ejemplo con ligandos como el ciclopentadienilo o el ligando L, que pueden variar el número de electrones donados. También se explora la adición oxidativa, donde una molécula se une a un compuesto organométalico resultando en la oxidación del metal, con ejemplos de adición de hidrógeno y yoduro de metilo, y cómo esto afecta el número de electrones y el estado oxidativo del metal.
🌀 Eliminación reductiva e inserción migratoria en compuestos organométalicos
El segundo párrafo cubre la eliminación reductiva y la inserción migratoria en compuestos organométalicos. Se describe cómo la eliminación reductiva es la reacción inversa a la adición oxidativa y cómo puede ocurrir dependiendo de las condiciones. Se da un ejemplo de cómo un compuesto de platino con 18 electrones puede experimentar una eliminación reductiva para formar metano y pasar a tener 16 electrones. También se introduce la inserción migratoria, donde un grupo alquil se inserta entre el metal y otro grupo, lo que puede resultar en una migración del grupo alquil hacia el carbono. Se discuten los mecanismos de ambas reacciones y se mencionan ejemplos específicos, incluyendo la diferencia entre inserción 11 y inserción 12, y cómo estas reacciones pueden ser útiles para entender catalizadores en la síntesis de polietileno.
🔄 Reacciones de inserción y eliminación en catalizadores de polietileno
El tercer párrafo se centra en las reacciones de inserción y eliminación que ocurren en los catalizadores de polietileno. Se explica cómo la inserción 12 disminuye el número de electrones del metal en dos y crea una posición de coordinación disponible para la adición de otra molécula. Se presentan ejemplos de cómo se puede formar una cadena hidrocarbonada a través de la inserción 12, y cómo este proceso es característico de los catalizadores en la síntesis de polietileno. También se discuten las eliminaciones de hidrógeno beta y otras similares, como la eliminación de hidrógeno alfa y gamma, y cómo estas reacciones intentan alcanzar un equilibrio dependiendo de las condiciones y concentraciones de los reactivos y productos.
🔗 Comprender las reacciones de compuestos organométalicos en catalizadores
El cuarto y último párrafo resume las reacciones básicas de compuestos organométalicos que son fundamentales para entender los mecanismos catalizados por compuestos orgánicos. Se menciona la eliminación de hidrógeno delta y cómo puede verse como una adición oxidativa del enlace carbono-hidrógeno, resultando en una estructura cíclica. El párrafo enfatiza la importancia de comprender estas reacciones para entender los catalizadores en reacciones químicas más complejas.
Mindmap
Keywords
💡Compuestos organometálicos
💡Ligandos
💡Sustitución de ligandos
💡Adición oxidativa
💡Eliminación reductiva
💡Inserción migratoria
💡Inserción 11 y 12
💡Eliminación de hidrógeno
💡Estado de transición cíclico
💡Catalizadores
Highlights
Diferentes ligandos en compuestos organometálicos y su unión a los metales.
Reacciones de sustitución de ligandos en compuestos organométalicos.
Procesos asociativos y disociativos en sustitución de ligandos.
Limitación del número de electrones en órganos metálicos.
Mecanismos de sustitución de ligandos en compuestos con 18 y 16 electrones.
Excepciones en el número de electrones donados por ligandos.
Reacción de adición oxidativa en compuestos organométalicos.
Oxidación del metal a través de la adición de moléculas.
Ejemplo de adición oxidativa con hidrógeno a compuestos de rodio.
Adición de yoduro de metilo y su efecto en la oxidación del metal.
Eliminación reductiva como reacción inversa a la adición oxidativa.
Condiciones para la eliminación reductiva en compuestos de platino.
Inserción migratoria o inserción 11 en compuestos organométalicos.
Diferenciación entre inserción 11 y inserción 12 en reacciones de compuestos.
Mecanismo de inserción 12 en catalizadores de síntesis de polietileno.
Eliminación de hidruro o eliminación de hidrógeno beta.
Reacciones de eliminación de hidrógeno alfa, gamma y del sec.
Relación entre adición oxidativa y eliminación de hidrógeno.
Transcripts
habiendo visto los diferentes ligando
que podemos encontrar en los compuestos
organometálicos y la manera en la que se
unen esos ligando a los metales en esos
compuestos vamos a pasar a ver ahora
algunas reacciones importantes en donde
intervienen estos compuestos
organometálicos
la primera de esas reacciones es la que
ya conocemos todos es la reacción de
sustitución de ligandos estas son
similares a las que ocurren con carbón y
los metálicos son complejos metálicos
hay una gran cantidad de ligando que
pueden ser sustituidos intercambiados
por otro ligando dependiendo de las
condiciones de reacción acá vamos a
tener procesos asociativos procesos
disociativos procesos de intercambio y
de oia se tratan como veíamos con las
reacciones de sustitución de ligando
para este tipo de compuestos aquí arriba
lo que si en los órganos metálicos
aparece la restricción adicional de que
la cuenta de electrones en general no
debe superar los 18 electrones
por eso los compuestos que inicialmente
son de 18 electrones generalmente van
por un mecanismo de hoy de porque en ese
mecanismo de pasar de 18 electrones a 16
electrones que sea una situación
relativamente estable también y termina
como producto con 18 electrones
los compuestos de 16 electrones por el
contrario pueden ir por un mecanismo
asociativo o ya porque acá si al ir por
un mecanismo asociativo pueden pasar por
un intermediario de 18 electrones y
luego volver a 16 electrones en el
producto entonces estos casos casi
siempre hay excepciones por ejemplo con
ligando como el ciclo venta de un hilo o
el l o estos recuerden que no habíamos
visto pueden variar el número de
electrones que donan entonces en ese
caso quizás un compuesto de 18
electrones pueda ir por un mecanismo
asociativo y terminada en los productos
porque en ese proceso éstos ligandos
pasan de donar por ejemplo 5 a 3
electrones o 3 a un electrones y va de
18 intermediario con 18 electrones y
termina con un producto de nuevo con 18
electrones
la segunda reacción es la de adición
oxidativa acá se va a adicionar una
molécula a ese compuestos
organometálicos y va a resultar en la
oxidación del metal en ese compuesto la
visión oxidativa es entonces la edición
de una molécula ave a un órgano metálico
acá está mal redactado es a un m a un
órgano metálico para formar los enlaces
a m y dm y romper el enlace ave esta
sería la reacción global de lo que está
ocurriendo de manera general
tenemos un compuestos organometálicos un
metal unido a gene ligandos reacciona
con una molécula que tiene un enlace ave
y en la reacción se rompe el enlace ave
y se forma un enlace a con m&b con el de
esta manera se pueden adicionar
moléculas como la molécula de hidrógeno
a los géneros de alquilo de ary los
hidrocarburos simples cloruro de
hidrógeno otro modo de hidrógeno
diferentes a los géneros ya vamos a ver
en la transparencia siguiente que
durante el proceso cuando se une
inicialmente esta molécula al metal se
produce una retro donación de electrones
desde el metal a la molécula que
debilite el enlace ave y facilitar la
ruptura de m
aquí tenemos el ejemplo en la adición de
hidrógeno 2 a este compuesto de rodio es
un compuesto plano cuadrado de 16
electrones y radio 1 en una primera
etapa se une la molécula del hidrógeno
al radio y esto termina con la formación
de dos y duros ya habíamos visto que
cuando tenemos el ligando de hidrógeno
unido a un metal esa unión se produce a
través de donación de electrones desde
el sigma en la santé de la molécula de
hidrógeno al radio pero también hay
retraso nación que viene al sigma anti
enlace ante esa retro donación debilita
entonces el enlace hidrógeno hidrógeno y
favorece la formación de estos dos
enlaces tres y duros aquí
miren entonces estamos adicionando esta
molécula de hidrógeno estamos generando
dos enlaces
hidrógenos radio en este caso y estamos
pasando de radio 1 a radio 3 o sea se
está produciendo la oxidación de
rodríguez una adición oxidativa otro
ejemplo sería la adición de yoduro de
metilo tenemos un órgano metálico plano
cuadrado acá que 16 electrones y el
platino 2 y la adición resulta entonces
en un enlace metilo platinos y sería
carbono platino en este caso y un enlace
yodo latino de nuevo se adiciona esta
molécula se rompió el enlace entre el
carbono y el yodo en el yoduro de metilo
se formó un enlace carbono platino a
cada uno en la serie platino ahí hice
óxido al platino en este caso de platino
2 a platino 4
la adición oxidativa aumenta en dos el
número de electrones y el número de
oxidación del metal es lo que estamos
viendo acá pasamos de 16 a 18 electrones
en los dos casos y este radio que pasa a
radio 3 y platino 2 que pasa al platino
4 ocurre en general en centros metálicos
de 16 electrones que pasan a centros de
18 electrones y es el ejemplo típico
para reacciones en las que intervienen
radio 11 paladio 0
platino 0 y platino 2 en el caso
particular en que el metal en el
compuesto de partida ya tenga 18
electrones la adición oxidativa ocurre
con pérdida de obligando donador de 2
electrones y tenemos el ejemplo con este
carbón hilo de osm yo que ya tiene que
tener vicios y electrones cuando se le
adiciona la molécula de hidrógeno para
formar los dos y duros que corresponden
aquí en este compuesto si no se libera
ningún monóxido pasamos a tener un
producto de 20 electrones en cambio
cuando se produce esta adición oxidativa
se está liberando un monóxido y por lo
tanto el producto sigue siendo de 18
electrones
el tercer tipo de reacción es la que se
llama eliminación reductiva y es la
reacción inversa a la adicción oxidativo
dependiendo de las condiciones va a
ocurrir adicción reacción para un lado o
eliminación que sería la reacción para
el otro lados o reacciones muy rápidas
que continuamente están huyendo por un
lado no haciendo para el otro aquí
tenemos un ejemplo de una reacción de
eliminación reductiva un complejo de
platino 4 de 18 electrones tenemos
platino con este enlace platino
hidrógeno aquí y platino carbono con uno
de los metidos se elimina una molécula
en la cual se forma enlace carbono
hidrógeno para generar el metano y por
lo tanto el platino pasa a tener 16
electrones y pasa a ser platino
algo que se tiene que cumplir para que
ocurra esta reacción es que los grupos
que se eliminan estén en posición si es
como no están acá este hidrógeno y esté
metido si no lo puede ocurrir la
reacción
el cuarto tipo de reacción es la
inserción migratoria o inserción
directamente o migración de alquilo y
más comúnmente ahora últimamente
conocida como reacción de inserción
migratoria 11 el esquema de la reacción
es este tenemos el metal unido a un
monóxido tenemos un carbón ido acá hay
unido un grupo x es el grupo equipo es
el grupo alquiló un grupo árido o un
hidruro y el producto de la reacción es
este que tenemos escrito aquí miren aquí
es como si el monóxido termina insertado
entre el metal y el grupo x para generar
este producto de ahí que el nombre
inicialmente fuera reacción de inserción
pero también se lo puede ver como que es
una migración del grupo x hacia el
carbono y termina enlazado en el carbono
por eso también se la llamaba migración
ahora si la llama migración 11 porque
comienza con un grupo que está unido a
un enlace
digamos del metal y termina el x unido a
un elemento que también está a un enlace
de distancia del metal
esto es para diferenciarlo de otro tipo
de reacción que vamos a ver que se llama
inserción 12 donde el xv a determinar a
dos enlaces de distancia de el metal
cuando ocurre esta reacción miremos acá
el metal está unido a un grupo acá
suponga ese donador de dos electrones y
a otro grupo acá donador de dos
electrones y termina únicamente unidos a
un solo grupo dorador de los electrones
o sea que la reacción disminuye el
número de electrones de gm en dos por lo
que se puede producir esta reacción
cuando se adicionan otras especies y
aquí tenemos un ejemplo con este
compuesto de manganeso con un metilo y
cinco monóxido coordinado que sería que
está estigmatizado aquí abajo cuando
reacciona con la tri fenin fosfina entre
el metilo y el monóxido se forma este
ligando que da una posición de
coordinación libre que era donde estaba
el metilo y ahí entonces puede entrar la
triple cocina para generar el producto
de la reacción este sería un compuesto
de 18 electrones y termina siendo
también un compuesto de 18 l
miremos este otro ejemplo acá que es lo
mismo que veíamos recién pero en lugar
de adicionar se la triple cocina se está
adicionando un monóxido para generar
este producto este monóxido dónde va a
ir se va a insertar entre el manganeso y
el metilo va a ser uno de los monóxido
que terminan coordinados al manganeso el
mecanismo en realidad de esta reacción
lo que muestra que hay una migración del
metilo esté metido migra termina unido
al carbono para generar ese grupo
entonces queda una posición de
coordinación donde esté el ceo que es el
ligando entrante se puede incorporar y
unir directamente al manganeso si éste
se o es un sello marcado lo que vamos a
ver por ejemplo con monóxido de carbono
con carbono 13 se observa que el
monóxido entrante nunca termina en el
grupo así los hilos que
unido al manganeso y esto me está dando
una idea de que el que está mirando es
el metido y lo que esté monóxido
entrante se está insertando entre el
manganeso y el métrica
veamos ahora la inserción 12 es similar
a la 11 tenemos aquí el grupo x que es
el que va a migrar x es en general un
grupo y duro al kilo o al hilo como en
el otro caso pero tiene que haber unido
también al metal algún ligando de apto
como los angelinos o los algunos acá en
este ejemplo tenemos una máquina unido
también al metal
se llama inserción 12 porque x que
estaba unido a m termina en un átomo que
se haya unido a dos enlaces de que me
termina unido a ese carbono
a dos enlaces de la reacción como la
inserción 11 disminuye el número de
electrones del metal en dos va a quedar
una posición vacante ahí del metal por
lo que quede entonces una posición de
coordinación disponible para la adición
de otra unidad si la posición vacante se
ocupa por otro al que no la reacción
continua y lo que va a migrar ahora es
el estilo que este sería el caso
empezamos con el grupo hidruro unido a m
1 al que no se genera el producto de la
reacción de inserción 12 y ahora tenemos
un grupo de tilos unido al metal y una
posición libre de coordinación este
sería ahora nuestro grupo x si se une
otro al que no en esta posición libre de
coordinación vamos a pasar a tener este
compuesto con el grupo x
aquí y el otro al que no ahora va a
migrar el estilo se va a generar un
grupo boot y le va a quedar una posición
de coordinación libre para que entre
otro al que no y siga reaccionando y se
vaya alargando esta cadena hydrocarbon a
este es el mecanismo característico de
como actuamos los catalizadores en el
método industrial de síntesis de
polietileno que ya lo vamos a ver un
poco más adelante
en general todas las reacciones estas de
inserción 12 transcurren a través de un
estado de transición cíclico acá los
tenemos este matizado este sería el
reactivo en el proceso se forma un
estado de transición cíclico donde se
van rompiendo algunos enlaces como este
enlace metal hidrógeno y se van formando
otros como este hidrógeno carbono para
generar el producto de la reacción
luego tenemos la venta eliminación de
hidruro o vende eliminación de hidrógeno
o eliminación de hidrógeno beta que es
la reacción inversa a la anterior cuando
x es hidrógeno esta es la misma reacción
que la anterior pero planteada en el
otro sentido estas reacciones van y
vienen están continuamente intentando
alcanzar el equilibrio son las dos
reacciones muy rápido entonces depende
de las condiciones si hay mucho reactivo
de este lado se mueve para allá y si hay
muchos reactivos o productos de este
lado se mueve hacia aquel lado
acá tenemos un ejemplo de una beta de
eliminación de hidruro se forma también
un estado de transición cíclico donde se
van formando estos enlaces y se van
rompiendo otros enlaces genera ahora el
compuesto donde que me estaba unido el
hidrógeno y a la que no y se puede
liberar también el aquí se que
dependiendo de si la concentración de
esto es elevada y la de esto es pequeña
sistema se está desplazando en este
sentido y si tenemos todos los
contrarios y el sistema se está
desplazando en el otro sentido
y nos restan por ver otras eliminaciones
de hidruro alfa gamma y del sec son
similares a la anterior en el caso
anterior se eliminaba un hidrógeno que
estaba unido a un carbono beta en la
eliminación de alfa hidrógeno se está
eliminando un hidrógeno que está unido
al carbono alfa lo que termina generando
se es un y duro un hidrógeno unido al
metal y un carbono un carbono unido por
un doble enlace a un metal a esta
reacción se lo puede ver fácilmente como
si fuese una adición oxidativa del
enlace carbono hidrógeno miremos acá
tenemos el metal unido a un carbono y
ese carbono está unido a dos hidrógenos
alfa si suponemos que ocurre una visión
oxidativa de ese enlace es carbono
hidrógeno lo que va a pasar es que se va
a romper el enlace es carbono hidrógeno
hidrógeno va a terminar unido al metal y
el carbono se va a unir al metal o sea
que va a generar el segundo enlace el
doble enlace
aquí en el caso por ejemplo de la
eliminación de un hidrógeno delta
que sería este hidrógeno a cada unido a
ese carbono de esta también se lo puede
ver como si fuese una adición oxidativa
de este enlace carbono hidrógeno se
rompe el enlace carbono hidrógeno
termina el hidrógeno unido si ese
carbono termina unido al metal lo que
termina generando en este caso es una
estructura cíclica y por lo tanto esta
reacción se la llama reacción también de
ciclo metal acción
con estas reacciones ya hemos visto las
reacciones básicas donde participan los
compuestos organometálicos y nos van a
ser útiles para entender todas las
reacciones que veamos en los mecanismos
catalizados por compuestos órganos
mecánicas
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