有機鉬化學

有機鉬化學

有機鉬化學,是一門專門研究包含碳-鉬鍵的化合物(有機鉬化合物)的化學的學科,是有機金屬化學的分支。鉬、鎢這些較重的6族元素會生成與有機鉻化合物相似的有機金屬化合物,但通常鉬與鎢會有更高的氧化數。[1]

Mo(0)或更低價態的化合物[編輯]

於六羰基鉬中,鉬是零價的,是很多衍生物的前體。它可以跟有機鋰試劑反應,生成醯基陰離子(anionic acyls)。此陰離子可以發生O-烷基化反應,生成Fischer卡賓。此外,六羰基鉬可以跟芳烴反應,生成具有鋼琴凳(piano stool)幾何構型的配合物,例如均三甲苯三羰基鉬。環庚三烯三羰基鉬可以跟三苯甲烷的鹽反應,生成環庚三烯基配合物。[2]反應式如下:

均三甲苯三羰基鉬的結構

(

C

7

H

8

)

Mo

(

CO

)

3

+

(

C

6

H

5

)

3

C

+

[

(

C

7

H

7

)

Mo

(

CO

)

3

]

+

+

(

C

6

H

5

)

3

CH

{\displaystyle {\ce {(C7H8)Mo(CO)3 + (C6H5)3C+ -> [(C7H7)Mo(CO)3]+ + (C6H5)3CH}}}

環庚三烯三羰基鉬的結構

六羰基鉬可被還原,生成 [Mo(CO)5]2−,其中鉬為負二價。[3]

不含CO的零價鉬化合物比羰基化合物更具還原性,在動力學上亦更不穩定。[4]

Mo(II)的化合物[編輯]

六羰基鉬的鹵化可製備鉬羰基鹵化物,它也可以用來製備其他化合物。[5]同時,六羰基鉬和乙酸反應可以得到乙酸鉬(II),反應中羰基被乙酸根取代,放出一氧化碳,鉬從零價氧化至正二價。[6][7]反應式如下:

2

Mo

(

CO

)

6

+

4

HO

2

CCH

3

Mo

2

(

O

2

CCH

3

)

4

+

12

CO

+

2

H

2

{\displaystyle {\ce {2 Mo(CO)6 + 4 HO2CCH3 -> Mo2(O2CCH3)4 + 12 CO + 2 H2}}}

乙酸鉬(II)跟甲基鋰反應可生成

Li

4

[

Mo

2

(

CH

3

)

8

]

{\displaystyle {\ce {Li4[Mo2(CH3)8]}}}

Mo(IV)的化合物[編輯]

二氯化二茂鉬、二氫化二茂鉬等化合物中,鉬是四價。

Mo(V)、Mo(VI)的化合物[編輯]

Mo

(

CH

3

)

5

{\displaystyle {\ce {Mo(CH3)5}}}

Mo

(

CH

3

)

6

{\displaystyle {\ce {Mo(CH3)6}}}

以及

[

Mo

(

CH

3

)

7

]

{\displaystyle {\ce {[Mo(CH3)7]^-}}}

是已知的物種。[8]

用於烯烴複分解反應的施羅克催化劑內含Mo(VI)。[9]然而,用施羅克標準的方法來製備這些催化劑是有問題的。下圖的物種17在室溫下是活潑的。[10]

原本設計用來計量裂解氮的相關前體18有更多用途。[11][12]實際上,當配合物18與二氯甲烷在甲苯中作用,主要生成配合物19與20。[13]而當配合物18跟1,1-二氯乙烷反應,胺等極性基團可被運用,而這些基團是可以鈍化具有路易斯酸性的配合物,如 Schrock 配合物。基於這發現,Moore 和其他人嘗試以其他偕二氯烷烴作活化劑,以延長這些催化劑的壽命。[14]加入鎂金屬可以將副產物氯化物重新轉化為反應物。同時,以對硝基苯酚等缺電子的配體取代原先配體,可以得到一個非常活潑的催化劑22。它在很多範疇都非常有效,尤其是在聚合物化學與材料科學兩個領域。[15]此外,以三齒配體醇解配合物21,可延長化合物的壽命,亦可擴濶可用受體的範圍。[16]

但即使配合物18有很多好處,它其實不僅對氧化與水解敏感,而且非常活潑,連氮氣分子都可以裂解,因此要小心使用。

應用[編輯]

有機鉬化合物是可用作烯烴複分解[17]、炔烴複分解反應[18]的催化劑。

Some commercially available Schrock catalysts.

在考夫曼烯化反應中,三氯化鉬與甲基鋰反應生成一個配合物,將醛、酮轉變為亞甲基烯烴。[19]

參考資料[編輯]

^ Poli, R. High oxidation state organomolybdenum and organotungsten chemistry in protic environments (PDF). Coord. Chem. Rev. 2008, 252 (15–17): 1592–1612 [2022-08-29]. doi:10.1016/j.ccr.2007.11.029. (原始內容存檔 (PDF)於2022-02-06).

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^ Joseph L. Templeton "Four-Electron Alkyne Ligands in Molybdenum(II) and Tungsten(II) Complexes" Advances in Organometallic Chemistry 1989, Volume 29, Pages 1–100.doi:10.1016/S0065-3055(08)60352-4

^ Brignole, Alicia B.; Cotton, F. A.; Dori, Z.; Dori, Z.; Dori, Z.; Wilkinson, G. Rhenium and Molybdenum Compounds Containing Quadruple Bonds: 81–89. 2007. ISSN 1934-4716. doi:10.1002/9780470132449.ch15.

^ Pence, Laura E.; Weisgerber, Amy M.; Maounis, Florence A. Synthesis of Molybdenum-Molybdenum Quadruple Bonds: A Multistep Advanced Synthesis Laboratory Experiment. Journal of Chemical Education. 1999, 76 (3): 404. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed076p404.

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參見[編輯]

閱論編元素周期表中與碳成鍵所形成的化合物

CH

He

CLi

CBe

CB

CC

CN

CO

CF

Ne

CNa

CMg

CAl

CSi

CP

CS

CCl

CAr

CK

CCa

CSc

CTi

CV

CCr

CMn

CFe

CCo

CNi

CCu

CZn

CGa

CGe

CAs

CSe

CBr

CKr

CRb

CSr

CY

CZr

CNb

CMo

CTc

CRu

CRh

CPd

CAg

CCd

CIn

CSn

CSb

CTe

CI

CXe

CCs

CBa

CLu

CHf

CTa

CW

CRe

COs

CIr

CPt

CAu

CHg

CTl

CPb

CBi

CPo

CAt

Rn

Fr

CRa

Lr

Rf

Db

CSg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

CLa

CCe

CPr

CNd

CPm

CSm

CEu

CGd

CTb

CDy

CHo

CEr

CTm

CYb

Ac

CTh

CPa

CU

CNp

CPu

CAm

CCm

CBk

CCf

CEs

Fm

Md

No

圖例與碳所成的化學鍵系有機化學重要研究對象有廣泛應用的領域僅是學術研究的對象尚未發現此類鍵

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