Transcript Zn-Gruppe
Organometallchemie: Erweiterte Grundlagen, aktuelle Forschung und Anwendungen Hauptgruppen 8. Stunde Zn-Gruppe Zn, Cd, Hg Hauptgruppen - ääähm? Aber: (n-1) d-Orbitale sind vollständig gefüllt. Zn 3d-Schale (3d10) d-Elektronen liegen energetisch zu tief, um für Bindungen in Betracht zu kommen Orbital-Energien Physikalische Daten Zn EN Cd 1.64 1.69 E(M-C) 177 139 Hg C 2.0 2.55 121 400 kJ/mol Synthese MR2 (M=Zn, Cd): destillierbar Direktsynthese EtI + Zn(Cu) Et-Zn-I DT Et2Zn (fl) + ZnI2 EtI + Cd Et-Cd-I Et2Cd + CdI2 nicht zu trennen Transmetallierung M + HgR2 Zn, Cd Hg + MR2 Für M = Cd Gleichgewicht Warum ? DEN zu klein ? ((Zn, Hg) = 0.36, (Cd, Hg) = 0.31) E(M-C) Gleich ? (Zn,Hg) = 56, (Cd, Hg) = 18 kJ/mol Metathese MCl2 + 2LiR MR2 + 2 LiCl beste Methode (AlEt3)2 + 3 Zn(OEt)2 3 ZnEt2 + (AlOEt3)2 Synthese R-M-X Direkt R-I + Zn R-X + Zn X=Cl, Br R-Zn-I R-Zn-X DMF, DMSO Kommutierung ZnEt2 + ZnX2 1/2 [RZnX]4 Struktur Eigenschaften Reaktivität: Unterschied Zn-Cd EN(Cd) > EN(Zn) Cd-C ist weniger polar als Zn-C Cd-R ist weniger nucleophil Bindungslänge Cd-R > Zn-R und Bindungsstärke Cd-R < Zn-R Cd-R Bindungen sind leichter homolytisch zu spalten! Zn2+ stärker Lewis-sauer als Cd2+ Bildung von Lösungsmittel Addukten Strukturen im Festkörper Me2Cd(bipy) HV bipy + CdMe2 Me2Zn(bipy) Bildung von “At”-Komplexen ZnCl2 + 4 MeLi Li2[ZnMe4] + 4 LiCl Py ZnEt2 + ZnH2 Et Zn Py H H Py Et Zn Zn H Py Et 3z-2e--Bindung Eigenschaften von ZnR2 ZnR2 (R=Me, Et, n-Prop) flüssig und destllierbar Kp 46oC (R=Me) 132oC (R=Et) Zn(tBu)2 zersetzt sich beim destilieren warum ? b-Hydrid Eliminierung warum nicht auch bei ZnEt2 ? T (Kp) ist viel niedriger, daher b-H Eliminierung langsamer Eigenschaften von CdR2 Zersetzung sehr schnell bei 150oC ab 180oC explosiv!! Lichtempfindlich ! An Luft (O2) beginnt CdR2 zu dampfen, nicht zu brennen !! Nucleophile Addition an Ketone ZnE t O ZnE t 2 O + * R R' R R' Et Festphasen Synthesen Chirale Verstärkung (chiral amplification) OH Et O Zn NR2 Zn E t 2 Zn -E th an O O Et NR 2 r,s NR 2 Zn Et NR 2 r,s r,r s,s u nd r,s Aus sterischen Gründen am stabilsten Was ist, wenn r oder s-Ligand im 0.1%igem Überschuß vorhanden ? Et NR 2 O Zn Zn O O NR 2 Zn NR 2 Et r,r oder s,s Et r oder s Et R R' O O + Zn NR 2 O O Et Zn R R' NR 2 2 r r m äßig er b is hoh er Ü berschu ß (99.9% ) d.h.: Aus 0.1 % Überschuß an “Chiralität” läßt sich nach diesem Prinzip 99.9% Überschuß darstellen Bei R oder R’ = Amin: Autokatalyse möglich !!!!!!!! Noyori, Nobelpreis 2001 Weitere Katalysen L P h-I P d(P R 3 ) 4 Ph Pd O CO I Ph Pd L L ZnE t 2 O L O Ph L Pd Ph L ZnI 2 I P d(II) R -X R -R ' P d (0 ) R -P d-X R -P d-R ' R 'Z n X Zn X 2 N eg ishi K u p plu ng Li B uL i Fe Fe Zn C l 2 X Ph Fe ZnCl P d -K at Fe Kreuzkupplung, Transmetallierung