Interacción pi
En química, los efectos π o las interacciones π son un tipo de interacción no covalente que involucra sistemas π . Al igual que en una interacción electrostática donde una región de carga negativa interactúa con una carga positiva, el sistema π rico en electrones puede interactuar con un metal (catiónico o neutro), un anión, otra molécula e incluso otro sistema π. [1] Las interacciones no covalentes que involucran sistemas π son fundamentales para eventos biológicos como el reconocimiento proteína-ligando. [2]
Las interacciones metal-π juegan un papel importante en los organometálicos . Los sistemas π lineales y cíclicos se unen a los metales, lo que permite que los complejos orgánicos se unan a los metales.
Etileno - π En los sistemas π lineales más simples, la unión a los metales tiene lugar mediante dos interacciones. La densidad de electrones se dona directamente al metal como se formaríaun enlace sigma . Además, el metal puede devolver la densidad de electrones al sistema π lineal ( etileno ) desde el orbital d del metal al orbital π * vacío del etileno . [9]
Los grupos alilo-π alilo pueden unirse a metales como ligandos trihapto o monohapto. Los ligandos monohapto se unen principalmente a orbitales sigma y los ligandos trihapto se unen utilizando orbitales π deslocalizados . En esencia, el ligando monohapto se une al metal como un grupo alilo y el ligando trihapto se une a los tres carbonos, donde el orbital π de menor energía dona densidad de electrones y el orbital π de mayor energía acepta la densidad de electrones. El complejo alilo es diverso porque puede alterar el recuento de electrones del metal mediante la transferencia entre un ligando monohapto (1 electrón, η 1 ) y trihapto (3 electrones, η 3 ). Esta fluctuación permite la estabilidad cuando un grupo donante de dos electrones se une o se rompe con el metal.[9]
Las especificaciones para la unión de los sistemas cíclicos π son mucho más complejas y dependen de los electrones, el HOMO y el LUMO en cada caso individual de moléculas. Los sistemas cíclicos π pueden unirse monohapto o polyhapto dependiendo de la situación individual. Esto significa que los enlaces π pueden unirse individualmente al metal o puede haber un enlace sencillo desde el centro de un complejo de benceno o ciclopentadienilo . Por supuesto, los modos de enlace (η 1 , η 3 , η 5 , etc.) determinan el número de electrones donados (1, 3, 5, etc.). La diversidad de estos complejos cíclicos permite un número aparentemente interminable de estructuras metálicas. [9]
El uso de estructuras organometálicas lideradas por enlaces π-metal juega un papel enorme en la catálisis de reacciones orgánicas . La reacción de Stille es una reacción importante y ampliamente conocida en la síntesis orgánica. Las interacciones π con el catalizador de Pd en esta reacción son casi necesarias para llevar esta reacción hasta su finalización (la transferencia de grupos alquilo es bastante lenta). [10] Otras reacciones ampliamente conocidas basadas en interacciones de catálisis π-metal son:
