Complejo de carbeno de metal de transición


Un complejo de carbeno de metal de transición es un compuesto organometálico que presenta un ligando orgánico divalente . El ligando orgánico divalente coordinado con el centro metálico se llama carbeno . Se ha informado de complejos de carbeno para casi todos los metales de transición . Se han informado muchos métodos para sintetizarlos y reacciones que los utilizan. El término ligando de carbeno es un formalismo, ya que muchos no se derivan de carbenos y casi ninguno muestra la reactividad característica de los carbenos. Descrito a menudo como M = CR 2 , representan una clase de ligandos orgánicos intermedios entre alquilos (-CR 3 )y carbinos (≡CR) . Aparecen en algunas reacciones catalíticas, especialmente en la metátesis de alquenos , y son valiosas en la preparación de algunos productos químicos finos.

Los complejos de carbeno metálico a menudo se clasifican en dos tipos. Los carbenos de Fischer que llevan el nombre de Ernst Otto Fischer presentan fuertes aceptores π en el metal y son electrofílicos en el átomo de carbono carbeno. Los carbenos de Schrock , que llevan el nombre de Richard R. Schrock , se caracterizan por tener más centros de carbono carbeno nucleofílicos; estas especies presentan típicamente metales de valencia más alta. Los carbenos N -heterocíclicos ( NHC ) se popularizaron tras el aislamiento de Arduengo de un carbeno libre estable en 1991. [1]Como reflejo del crecimiento del área, ahora se conocen complejos de carbeno con una amplia gama de reactividades diferentes y sustituyentes diversos. A menudo, no es posible clasificar un complejo de carbeno con respecto a su electrofilia o nucleofilia.

El enlace químico ( esquema 1 ) se basa en la donación de electrones de tipo σ del orbital de par solitario lleno del átomo de carbeno a un orbital d metálico vacío , y el enlace posterior π de un orbital d metálico lleno al orbital p vacío. sobre carbono. Un ejemplo es el complejo (CO) 5 Cr = (NR 2 ) Ph .

Los carbenos de Fischer se pueden comparar con las cetonas, siendo el carbono carbeno electrofílico, muy parecido al carbono carbonilo de una cetona. Al igual que las cetonas, las especies de carbeno de Fischer pueden sufrir reacciones similares al aldol . Los átomos de hidrógeno unidos al carbono α al carbono carbeno son ácidos y pueden ser desprotonados por una base tal como n- butillitio , para dar un nucleófilo que puede sufrir una reacción adicional. [3]

Los carbenos de Schrock no tienen ligandos que acepten π. Estos complejos son nucleofílicos en el átomo de carbono carbeno. Los carbenos de Schrock se encuentran típicamente con:

La unión en tales complejos puede verse como el acoplamiento de un metal en estado triplete y un carbeno triplete. Estos enlaces están polarizados hacia el carbono y, por lo tanto, el átomo de carbeno es un nucleófilo. Un ejemplo de carbeno de Schrock es el compuesto Ta (= C (H) Bu t ) (CH 2 Bu ^ {t) 3 , con un centro de tantalio (V) doblemente unido a un ligando de neopentilideno, así como a tres ligandos de neopentilo. Un ejemplo de interés en síntesis orgánica es el reactivo de Tebbe .


IMes es un ligando común de NHC.
Esquema de unión de complejos de radicales carbeno en comparación con complejos carbeno de tipo Schrock y Fischer
El primer complejo de carbeno metálico, la sal roja de Chugaev , no fue reconocido como tal hasta décadas después de su preparación. [4]