Lezione 4: composti organo metallici

COMPOSTI ORGANO METALLICI :

SONO GENERICA REAGENTI e TRASFERITORI DI GR. ALCILICI

• SOLO LE SPECIE PIÙ UTILIZZATE

• LITIO ALCILICI O ALCILLITIO

CH₃Li   METIL LITIO O LITIOMETILE

CH₃Li^δ-δ+

È DI PER SÉ UNA SPECIE MOLTO REATTIVA!

• ALOGENURI DI METILE

CH₃I   (BOLLE A 35°, CIOÈ È QUELLO PIÙ FACILE DA UTILIZZARE) È IODURO DI METILE

CH₃I + LiM → CH₃Li + LiI

• LiM

• CH₃Li

CH₃CH₂CH₂CH₂Li   BUTIL LITIO (BuLi) È UN REAGENTE TIPOCO DA LABORATORI

COMPOSTI ORGANO METALLICI

SONO GENERICA REAGENTI E TRASFERTORI DI GRUPPI ALCILICILEGAME C METALLO NON É IONICO, MA POLARIZZATO!

3 SONO LE SPECIE PIÙ UTILIZZATE:

• LITIO ALCHILI o ALCHILLITIO

  • CH₃Li METIL LITIO o LITIOMETILE
  • CH₃LiC^-     Li⁺
  • E' DI PER SÉ UNA SPECIE MOLTO REATTIVA!

• ALOGENURI di METILE

  • CH₃I    (BOLLE A 35°C ED È QUELLO PIÙ FACILE DAUTILIZZARE)    É IODURO DI METILE
  • É UNA SPECIE PARTICENTRE ALCHILANTE E VOLATILE!
  • LO IODURO ETILICO HA   ¹⁵ SPAIATO, QUINDI:

CH₃I + Li :I^. → CH₃^. + LiI↑Li^.| CH₃Li

CH₃CH₂CH₂CH₂LiBUTIL LITIO (BuLi) É UN REAGENTE TRIODO DAL LABORATORIO

• REATTIVI di GRIGNARD \(RMgX\)

ALOGENURI DI ALCHILMAGNESIO (STORICAMENTE IMPORTANTI PER LE SINTESI)

CH₃MgI — IODURO DI METILMAGNESIO

COME SI PREPARA?? I METALLI NORMALMENTE SI SCIOGLONO IN ACIDI, MENTRE QUI IL Mg VIENE SCIOLTO DALL'IODURO.

CH₃I + Mg —> CH₃MgI

SI ROMPE IN MODO OMOLITICO IL LEGAME ALOGENURO.

CH₃ + Mg —> CH₃ ••• MgI —> CH₃MgI

COUPLING

QUESTA REAZIONE AVVIENE IN UN SOLVENTE SPECIFICO (ETERE ETILICO).

GLI ETERI SONO COMPOSTI MOLTO POCO REATTIVI E CON CAPACITÀ DI SOLVENTE MAGGIORE, SOPRATTUTTO PER LA LORO STRUTTURA.

CH₃ CH₂ O CH₂ CH₂ CH₃

NB: L’ETERE DEVE STABILIZZARE LA SPECIE CHE SI STA FORMANDO, CIOÈ DEVE SOLVATARE.

IL DIPOLO DELL'ETER DI MAGNESIO STABILIZZA IL COMPOSTO CHE ALTRIMENTI, UNA VOLTA FORMATO, SI POTREBBE DECOMPORRE.

REAZIONE ACIDO - BASE

SECONDO LEWIS:

È ACIDO OGNI CHE ACCETTA UN DOPPIETTO DI e^-

Mg è ACIDO

SECONDO LEWIS:

IL O SI COMPORTA DA BASE PERCHÉ È COLUI CHE IN QUESTO CASO CEDE UN DOPPIETTO DI e^-

Se io cristallizzo la molecola, sono presenti anche le 2 molecole di etere.

Cuprati (R)₂CuLi = Struttura generica dove (R) è un gruppo alchilico.

(CH₃)₂CuLi dietil litio cuprato (il più semplice) si ottiene dal litio alchilico con il sale rameoso.

CH₃Li + CuLi → (CH₃)₂CuLi

C_xM sono sali del corrispondente acido cioè sia CH₃Li che CH₃Mg sono sali di CH₄

NB: Non si può trascurare "l'acidità" dei composti organoalchilici!

Gli alcani sono gli acidi più deboli che ci siano Hanno una pKa = 10^-53

CH₃Li è un acido perché ha strappato H a CH₄.

NB: L'acido più forte libera l'acido più debole dai suoi sali.

Sono composti incompatibili con H₂O, quindi si utilizzano solventi anidri, e vanno conservati in ambiente altrettanto anidro (senza umidità).

CH₃Mg I + H₂O ⇌

CH₃^⊖ + H₂O ⇌ CH₄ + OH^⊖ reazione acido-base

K_a H₂O = 10⁻¹⁶

K_a = [CH₄][OH^⊖]/[H₂O]

acido ① + base ① ⇌ acido ② + base ②

CH₃^⊖ + H₂O ⇌ CH₄ + OH^⊖

base acido acido base

coniugata più forte più debole più debole

fuori da una parte, dentro dall'altra

H₂O decompone questi composti da alcani e lo fa completamente in maniera irreversibile

vale sia per i reattivi di G. sia per i composti del Li

CH₃Li + H₂O ⇌ CH₄ + LiOH

detto stabilire quando l’acido A è più debole dell’acido B e lo stesso esprimendole le 2 basi coniugate

HA ⇌ H⁺ + A^⊖

HB ⇌ H⁺ + B^⊖

NB: alla base coniugata più stabile corrisponde acido più forte.

nella chimica organica l’H₂O è un acido debole

H₂O ⇌ H⁺ + OH^⊖ (base coniugata) K_a = 10⁻¹⁶

specie particolari

NH₃ ⇌ NH₄⁺ + H^⊖

base coniugata

quindi si comporta da acido.

NB: sospetta meglio in organica E: è più elettro-negativo, quindi la specie OH^⊖ è più stabile e NH₃ sarà di conseguenza l’acido più debole (dell’H₂O)

NH₃ ha K_a 10⁻³⁵ quindi non è ancora compatibile con i reattivi di Grig. la soluzione (Ka = 10⁻⁹)