La química del organouranio es la ciencia que explora las propiedades, la estructura y la reactividad de los compuestos de organouranio, que son compuestos organometálicos que contienen un enlace químico carbono - uranio . [1] El campo es de cierta importancia para la industria nuclear y de interés teórico en la química organometálica .
El desarrollo de compuestos de organouranio comenzó en la Segunda Guerra Mundial cuando el Proyecto Manhattan requirió compuestos de uranio volátiles para la separación de isótopos 235 U / 238 U. Por ejemplo, Henry Gilman intentó sintetizar compuestos como el tetrametiluranio y otros trabajaron en carbonilos de uranio metálico , pero ninguno de los esfuerzos tuvo éxito debido a la inestabilidad del organouranio. Después del descubrimiento del ferroceno en 1951, Todd Reynolds y Geoffrey Wilkinson en 1956 sintetizaron el metaloceno de uranio Cp 3 UCl a partir de ciclopentadienuro de sodio ytetracloruro de uranio como compuesto estable pero extremadamente sensible al aire. En él, el enlace U-Cl es un enlace iónico , mientras que los enlaces con los tres ligandos ciclopentadienilo son covalentes del tipo que se encuentra en los compuestos sándwich con participación de los orbitales atómicos del uranio 5f .
Ernst Otto Fischer en 1962 descubrió el tetraciclopentadieniluranio Cp 4 U mediante la reacción de KCp con UCl 4 (rendimiento del 6%) como un compuesto estable en aire como sólido pero no en solución. Un momento dipolar molecular cero y la espectroscopía de infrarrojos revelaron que también era un compuesto sándwich con uranio en una geometría molecular tetraédrica . En 1970, Fischer añadió Cp 3 U a la lista de compuestos organouranio conocidos mediante la reducción de Cp 4 U con uranio elemental.
En 1968, el grupo de Andrew Streitwieser preparó el compuesto estable pero pirofórico uranoceno (COT) 2 U, que tiene un átomo de uranio intercalado entre dos aniones ciclooctatetraenido ( simetría molecular D 8h ). Los orbitales f de uranio interactúan sustancialmente con los anillos aromáticos al igual que los orbitales d del ferroceno interactúan con los ligandos Cp. El uranoceno se diferencia del ferroceno porque su HOMO y LUMO están centrados en el metal y no en los anillos y, por lo tanto, todas las reacciones involucran al metal, lo que a menudo da como resultado la escisión ligando-metal.
Los uranocenos muestran facilidad de reducción de compuestos U (IV) a compuestos U (III); de lo contrario, son bastante poco reactivos. Un pariente cercano que tiene suficiente reactividad, obtenido por reacción de uranoceno con borohidruro de uranio, es el compuesto de medio sándwich (COT) U (BH 4 ) 2 descubierto en 1983 por el grupo de MJ Ephritikhine. Los compuestos de este tipo reaccionan de muchas formas diferentes, por ejemplo, alquilación en uranio con reactivos de organolitio o conversión en compuestos sándwich híbridos.
Otros compuestos de organouranio son uranocenos invertidos con un ligando COT entre dos átomos de uranio o compuestos sándwich de uranio con ligandos pentalenida en lugar de ligandos COT.