1.18: Definición, Importancia e Historia de la Organometálica

Historia

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Figura \(\pageIndex{1}\): Tetrametildiarsina también conocida como Cacodilo, el primer compuesto organometálico sintetizado deliberadamente.

El químico francés Louis Claude Cadet de Gassicourt aisló el primer compuesto organometálico, tetrametildiarsina, también conocido como cacodilo, en 1757 por accidente. Estaba experimentando con tintas invisibles combinando mineral de cobalto con arsénico con acetato de potasio. El arsénico en sí no es un metal verdadero, más bien se considera un metaloide, sin embargo, todavía se considera un compuesto organometálico.

El primer compuesto organometálico que contiene un metal de transición se formó 67 años más tarde por el químico orgánico danés William Christopher Zeise al colocar tetracloruro de platino en etanol hirviendo. El ion resultante formado fue anión tricloro-(eteno)-platinato (II). Cuando se combina con un contador de iones de potasio, se forma la sal de Zeise. El complejo recibió muchas críticas en su día de los colegas de Zeise sobre su estructura real. Un problema que no se resolvió hasta que la cristalografía de rayos X estuvo disponible en el siglo XX. La sal de Zeise inició un interés en los compuestos organometálicos a pesar de que el químico del siglo XIX no sabía exactamente por qué o cómo se forman estos compuestos. Compuestos como el dietil zinc y el tertracabonilo de níquel extremadamente tóxico se formaron en la última mitad del siglo XIX. Con el primero, sintetizado por el químico británico Ludwig Mond, iniciando una nueva clase de compuestos llamados carbonilos metálicos.

A principios del siglo XX, el químico francés Victor Grignard descubrió un nuevo método de acoplamiento de carbono al grupo carbonilo de una cetona/aldehído mediante adición nucleofílica utilizando un haluro de alquilo/arilo acoplado al metal de magnesio. El innovador reactivo organometálico de Grignard, que ahora lleva su nombre, recorrió los laboratorios de química de principios del siglo XX y fue galardonado con el Premio Nobel de Química de 1912 junto con Paul Sabatier. Más de cien años después, todavía se usa ampliamente como reactivo de acoplamiento a una variedad de derivados carbonílicos.

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Figura\ (\pageIndex{2}\): Alfred Werner, el padre de la química inorgánica moderna, ganó el Premio Nobel de Química por su trabajo relacionado con la coordinación metal-ligando.

Al año siguiente, en 1913, el Nobel de química fue al químico inorgánico suizo Alfred Werner por su trabajo relacionado con la química de coordinación de ligandos a metales. En particular, la estructura del cloruro de hexaminecolbalt (III). El trabajo de Werner en química de coordinación demostró ser vital en la comprensión de la coordinación organometálica y las reacciones químicas de los compuestos y contribuyó en gran medida a la apertura de la disciplina organometálica.Aunque se estaban creando y utilizando muchos compuestos organometálicos nuevos, la química organometálica todavía no fue reconocida como su propia subdisciplina independiente de la química hasta mediados del siglo XX y el descubrimiento del ferroceno en 1951.

El ferroceno fue creado en 1951 por los químicos estadounidenses Peter Pauson y Tom Kealy al reaccionar bromuro de magnesio ciclopentadieno y cloruro férrico juntos, dando como resultado un polvo de naranja ahora conocido como ferroceno. Desafortunadamente para los dos químicos, no dedujeron la estructura real de su sal organometálica y propusieron erróneamente que el hierro actuaba como un puente entre el primer carbono de dos moléculas de ciclopentadieno. Más tarde, el químico inglés Sir Geoffrey Wilkerson, en colaboración con el químico estadounidense Robert Woodward, descubrió que el hierro en el ferroceno estaba en realidad intercalado entre dos moléculas de ciclopentadieno. En el ferroceno, cada ciclopentadieno alcanza la aromaticidad y los 12 electrones se unen covalentemente con los átomos de hierro disponibles orbitales sigma y pi creando una molécula que contiene 18 electrones muy estable. Independientemente, el químico alemán Ernst Fischer también llegó a las mismas conclusiones del modelo sándwich para el ferroceno. Fisher se dio cuenta de que este compuesto sándwich no era el resultado del metal utilizado, sino más bien de cómo se produjo la coordinación de la interacción del ligando del ciclopentadieno y el metal. Fisher expandió los compuestos de metaloceno para incluir otros metales. Juntos, Wilkerson y Fisher compartieron el Premio Nobel de Química de 1973 por sus respectivos trabajos con metalocenos.

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Figura \(\pageIndex{3}\): La síntesis del ferroceno en el siglo XX dio lugar al campo organometálico

El descubrimiento y la comprensión de los metalocenos llevaron oficialmente a la química organometálica a su propia subdisciplina de química. Al hacerlo, se abrió una explosión de nuevas ideas sobre cómo usar compuestos organometálicos. Aunque un uso se destacó del resto, el uso de compuestos organometálicos como catalizadores en reacciones. Uno de los primeros compuestos organometálicos catalíticos, el dicloruro de diciclopentadieno circón (IV), fue creado conjuntamente por el químico Karl Ziegler y Giulio Natta para polimerizar olefinas terminales. Esto llevó a dos clases enteras de catalizadores organometálicos, ahora conocidos como catalizadores Ziegler-Natta, y cada uno ganó un Premio Nobel de Química en 1963. Armados con nuevos catalizadores organometálicos, los químicos de finales del siglo XX diseñaron nuevas formas de unir los carbonos. Estos incluyen la famosa reacción de Heck, la epoxidación Sharpless y la metátesis de olefinas de Grubbs. Cada uno de los cuales ganó un Premio Nobel de química en 2010, 2001 y 2005, respectivamente.Pfennig, B. W. (2015). Principios de Química Inorgánica (p 627-628). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.

  • Seyferth, D. (2001). El Líquido Arsenical Humeante de Cadet y los Compuestos Cacodílicos de Bunsen. Organometallics, 1488-1498. doi: 10.1021/om0101947
  • Hunt, L. B. (1984). Los Primeros Compuestos Organometálicos. Metales de platino Rev, 28 (2), 76-83.Hodson, D. (1987). «Victor Grignard (1871-1935)». Chemistry in Britain (en inglés). 23: 141–2.Hunt, L. B. (1984). Los Primeros Compuestos Organometálicos. Metales de platino Rev, 28 (2), 76-83.
  • Werner, H. (2012). «At Least 60 Years of Ferrocene: The Discovery and Rediscovery of the Sandwich Complexes». Angew. Chem. Int. Eréctil. 51: 6052–6058. doi: 10.1002 / anie.201201598.Pfennig, B. W. (2015). Principios de Química Inorgánica (p 627-628). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.
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