Organometálico

Organometálico

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Universidade Federal de Goi Universidade Federal de Goiáá s s ––

Campus Campus

Catalão Catalão

Disciplina: Qu Disciplina: Quíí mica Orgânica I mica Orgânica I

Eloah Eloah da Paixão da Paixão

Defini Definiçç ão: ão:

Os compostos organomet Os compostos organometáá licos são licos são definidos como materiais que têm liga definidos como materiais que têm ligaçç ões ões diretas mais ou menos apolares entre um diretas mais ou menos apolares entre um centro met centro metáá lico e o lico e o á tomo de carbono: tomo de carbono:

Deslocamento da densidade Deslocamento da densidade eletrônica eletrônica

A polariza A polarizaçç ão da liga ão da ligaçç ão carbono ão carbono-- metal est metal estáá na na mesma dire mesma direçç ão: o metal (mais eletropositivo que o ão: o metal (mais eletropositivo que o carbono) tem o excesso de carga positiva e o fragmento carbono) tem o excesso de carga positiva e o fragmento orgânico acomoda a carga negativa parcial.

orgânico acomoda a carga negativa parcial. É É importante lembrar que h importante lembrar que háá uma maior densidade uma maior densidade eletrônica presente sobre o carbono e, por isto, as eletrônica presente sobre o carbono e, por isto, as rea reaçç ões qu ões quíí micas dos organo micas dos organo-- met metáá licos são, licos são, tipicamente, as de carbânions e nucle tipicamente, as de carbânions e nucleóó filos. filos.

Importância e tendências atuais da Importância e tendências atuais da

Qu Quíí mica Organomet mica Organometáá lica: lica:

O interesse pela qu O interesse pela quíí mica organomet mica organometáá lica est lica estáá intimamente intimamente associado associado à s suas aplica s suas aplicaçç ões que vão desde a ões que vão desde a catálise

(petroqu (petroquíí mica, farmacêutica, qu mica, farmacêutica, quíí mica fina) at mica fina) até é materiais com com propriedades especiais (cristais l propriedades especiais (cristais líí quidos, supercondutores, quidos, supercondutores, ó ptica ptica não não-- linear) passando pelas ciências biol linear) passando pelas ciências biolóó gicas e pelas s gicas e pelas síí nteses nteses orgânicas. [1] orgânicas. [1]

Uma das aplica Uma das aplicaçç ões mais nobres da qu ões mais nobres da quíí mica organomet mica organometáá lica lica para os pr para os próó ximos anos estar ximos anos estaráá intimamente ligado ao intimamente ligado ao desenvolvimento de processos sint desenvolvimento de processos sintéé ticos ecologicamente aceit ticos ecologicamente aceitáá veis veis

(tecnologias limpas), pois a ind (tecnologias limpas), pois a indúú stria qu stria quíí mica produz uma mica produz uma quantidade maior do que o aceit quantidade maior do que o aceitáá vel de produtos secund vel de produtos secundáá rios. rios.

Em outra palavras o desafio Em outra palavras o desafio é desenvolver rea desenvolver reaçç ões com ões com elevado rendimento e alta seletividade. Dentre as v elevado rendimento e alta seletividade. Dentre as váá rias rias abordagens, os sistemas abordagens, os sistemas à base de organomet base de organometáá licos, licos, principal mente catal principal mente catalíí ticos, vêm se mostrando mais adequado dentro ticos, vêm se mostrando mais adequado dentro do conceito de economia de do conceito de economia de á tomos ,isto tomos ,isto é , todos os

, todos os á tomos tomos presentes na mol presentes na moléé culas dos reagentes devem estar presentes na culas dos reagentes devem estar presentes na mol moléé cula do produto. cula do produto.

Car Caráá ter Iônico ter Iônico

A natureza da liga A natureza da ligaçç ão carbono ão carbono-- metal (C metal (C--

M) depende M) depende do metal, e at do metal, e atéé certo ponto, da natureza do grupamento certo ponto, da natureza do grupamento alquila envolvido. Em geral a liga alquila envolvido. Em geral a ligaçç ão ser ão seráá tanto mais tanto mais iônica quanto mais eletropositivo for o metal. iônica quanto mais eletropositivo for o metal.

A reatividade de compostos organomet A reatividade de compostos organometáá licos licos aumenta com o car aumenta com o caráá ter da liga ter da ligaçç ão C ão C-- M. M.

Estimativas de percentuais de car Estimativas de percentuais de caráá ter iônico de ter iônico de algumas liga algumas ligaçç ões C ões C--

M estão na tabela 1. M estão na tabela 1.

Cd15
Cd15CC--
Ca43
Ca43
Hg9
Hg9CC--
Zn18
Zn18CC--
Li43
Li43
Pb12
Pb12CC--
Al2
Al2C--
Na47
Na47
Sn12
Sn12CC--
Mg35
Mg35CC--
K51
K51
ão%
ão%

Liga Ligaçç

ão%
ão%

Liga Ligaçç

ão%
ão%

Liga Ligaçç Tabela 1Caráter iônico percentual de ligações carbono-metal [2]

Composto muito iônico como os alquil s Composto muito iônico como os alquil sóó dios e alquil dios e alquil- - pot potáá ssios inflamam ssios inflamam-- se ao ar, reagem espontaneamente com a se ao ar, reagem espontaneamente com a á gua,não são vol gua,não são voláá teis e são insol teis e são insolúú veis em solventes apolares. veis em solventes apolares.

Compostos muito covalentes são relativamente est Compostos muito covalentes são relativamente estáá veis ao veis ao ar, reagem lentamente com a ar, reagem lentamente com a á gua, podem ser destilados e são gua, podem ser destilados e são bastante sol bastante solúú veis tanto e veis tanto e é ter quanto em hidrocarbonetos. ter quanto em hidrocarbonetos.

Compostos organomet Co mpostos organo metáá lico de car lico de caráá ter intermedi ter intermediáá rio são rio são usualmente de maior interesse para o qu usualmente de maior interesse para o quíí mico orgânico. São mais mico orgânico. São mais facilmente sintetizados e manipulados. Os mais importantes são o facilmente sintetizados e manipulados. Os mais importantes são o s s compostos de magn compostos de magnéé sio. sio.

Coordena Coordenaçç ão com o solvente ão com o solvente

O s O sóó dio reage facilmente com muitos halogenetos os dio reage facilmente com muitos halogenetos os compostos organo co mpostos organo--só dio resultantes freq dio resultantes freqüü entemente atacam o entemente atacam o halogeneto inicial ou o solvente, tão logo se formam. halogeneto inicial ou o solvente, tão logo se formam.

A estrutura do reagente de Grignard A estrutura do reagente de Grignard é um pouco mais um pouco mais complexa devido ao complexa devido ao é ster coordenar ster coordenar-- se com o magn se com o magnéé sio. Esta sio. Esta intera interaçç ão com o solvente inibe o composto na rea ão com o solvente inibe o composto na reaçç ão com o ão com o halogeneto ainda não consumido. [2] halogeneto ainda não consumido. [2]

Compostos Organol Compostos Organolíí tio tio

Os compostos organol Os compostos organolíí tio são frequentemente preparados pela tio são frequentemente preparados pela redu reduçç ão dos haletos orgânicos com l ão dos haletos orgânicos com líí tio met tio metáá lico. Essas redu lico. Essas reduçç ões ões normalmente são realizadas em solventes de normalmente são realizadas em solventes de é ter e, uma vez que ter e, uma vez que os compostos organol os compostos organolíí tio são bases fortes, deve tio são bases fortes, deve-- se tomar cuidado se tomar cuidado para eliminar a umidade. para eliminar a umidade.

Por exemplo, o brometo de butila reage com o l Por exemplo, o brometo de butila reage com o líí tio met tio metáá lico em lico em é ter diel ter dielíí lico para fornecer uma solu lico para fornecer uma soluçç ão de butil ão de butilíí tio: tio:

A ordem de reatividade dos haletos A ordem de reatividade dos haletos é

RI > RBr > RCl. RI > RBr > RCl.

Reagente de Grignard Reagente de Grignard

Os haletos de organomagn Os haletos de organomagnéé sio fora descobertos pelo qu sio fora descobertos pelo quíí mico mico francês Victor Grignard em 1900. grignard recebeu o Premio Nobel francês Victor Grignard em 1900. grignard recebeu o Premio Nobel pela descoberta, em 1912, e os haletos de organomagn pela descoberta, em 1912, e os haletos de organomagnéé sio são sio são atualmente chamados de atualmente chamados de reagentes de Grignard reagentes de Grignard em sua em sua homenagem. Os reagentes de Grignard têm grande uso na s homenagem. Os reagentes de Grignard têm grande uso na síí ntese ntese orgânica. orgânica.

Os reagentes de Grignard normalmente são preparados pela Os reagentes de Grignard normalmente são preparados pela rea reaçç ão de um haleto orgânico e magn ão de um haleto orgânico e magnéé sio met sio metáá lico em um solvente lico em um solvente de de é ter: ter:

Reagente de Grignard de arila são mais facilmente Reagente de Grignard de arila são mais facilmente preparados a partir de brometos de arila e iodetos de arila do q preparados a partir de brometos de arila e iodetos de arila do q ue a ue a partir de cloretos de arila, os quais reagem muito lentamente. partir de cloretos de arila, os quais reagem muito lentamente.

Sí ntese de hidrocarbonetos ntese de hidrocarbonetos

Estes organomet Estes organometáá licos reagem com a licos reagem com a á gua para formar gua para formar hidrocarbonetos. Assim, a forma hidrocarbonetos. Assim, a formaçç ão de um reagente de Grignard a ão de um reagente de Grignard a partir de um haleto, que em seguida, reage com a partir de um haleto, que em seguida, reage com a á gua. Pode ser gua. Pode ser usada como um m usada como um méé todo para reduzir um halogeneto a todo para reduzir um halogeneto a hidrocarboneto. hidrocarboneto.

Esta rea Esta reaçç ão permite a obten ão permite a obtençç ão de compostos deuterados pela ão de compostos deuterados pela substitui substituiçç ão de ão de á gua comum por gua comum por á gua pesada na gua pesada na ú ltima etapa. ltima etapa.

Sí ntese de ntese de á cido carbox cido carboxíí lico por lico por carbonata carbonataçç ão ão

A carbonata A carbonataçç ão do reagente de Grignard (RMgX) ão do reagente de Grignard (RMgX) é é uma das formas de preparo de uma das formas de preparo de á cido carbox cido carboxíí lico: lico:

Rea Reaçç ão: ão:

Mecanis mo

Mecanis mo: :

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