Реакция метатезиса соли - Salt metathesis reaction

А реакция метатезиса солей, иногда называемый реакция двойной замены, реакция двойного вытеснения, представляет собой химический процесс, включающий обмен облигации между двумя нереагирующими химические вещества что приводит к созданию продуктов с похожими или идентичными связями.[1] Эта реакция представлена ​​общей схемой:

A-B + C-D → A-D + C-B

Связь между реагирующими частицами может быть либо ионный или же ковалентный. Обычно эти реакции приводят к осаждению одного продукта.

В более ранней литературе термин двойное разложение часто встречается. Термин двойное разложение более конкретно используется, когда по крайней мере одно из веществ не растворяется в растворитель, поскольку лиганд или ионный обмен происходит в твердом состоянии реагента. Например:

AX (aq) + BY (s) → AY (aq) + BX (s).

Типы реакций

Противоионный обмен

Метатезис соли - распространенный метод обмена противоионы. При выборе реагентов руководствуемся диаграмма растворимости или же энергия решетки. Теория HSAB также можно использовать для прогнозирования продуктов реакции метатезиса.

Метатезис солей часто используется для получения солей, растворимых в органических растворителях. Показательным является преобразование перренат натрия к тетрабутиламмоний соль:[2]

NaReO4 + N (C4ЧАС9)4Cl → N (C4ЧАС9)4[ReO4] + NaCl

Соль тетрабутиламмония осаждается из водного раствора. Растворим в дихлорметан.

Метатезис солей можно проводить в неводном растворе, что иллюстрируется превращением тетрафторборат ферроцения к более липофильной соли, содержащей тетракис (пентафторфенил) борат анион:[3]

[Fe (C5ЧАС5)2] BF4 + NaB (C6F5)4 → [Fe (C5ЧАС5)2]ДО Н.Э6F5)4 + NaBF4

Когда реакция проводится в дихлорметан, соль NaBF4 осаждается, а B (C6F5)4- в растворе остается соль.

Реакции метатезиса могут происходить между двумя неорганический соли когда один продукт нерастворимый в воде. Например, осадки из хлорид серебра из смеси нитрат серебра и гексаммин хлорид кобальта доставляет нитрат соль комплекса кобальта:

3 AgNO
3 + [Co (NH3)6] Cl3 → 3 AgCl + [Co (NH3)6](НЕТ3)3

Реагенты не должны быть хорошо растворимыми для протекания реакций метатезиса. Например тиоцианат бария образуется при кипячении суспензии тиоцианат меди (I) и гидроксид бария в воде:

Ва (ОН)
2 + 2CuCNS → Ba (ЦНС)
2 + 2CuOH

Алкилирование

Металлические комплексы алкилированный через реакции метатезиса солей. Показательным является метилирование из дихлорид титаноцена дать Реагент Петазис:[4]

(C5ЧАС5)2TiCl2 + 2 ClMgCH3 → (C5ЧАС5)2Ti (CH3)2 + 2 MgCl2

Солевой продукт обычно осаждается из реакционного растворителя.

А нейтрализация реакция - это тип реакции двойного замещения. Реакция нейтрализации возникает, когда кислота реагирует с равным количеством основание. Обычно при этом образуется раствор соли и воды. Например, соляная кислота реагирует с едкий натр производить хлорид натрия и вода:

HCl + NaOH → NaCl + ЧАС
2О

Взаимодействие кислоты с карбонатом или бикарбонатом всегда дает угольная кислота как продукт, который самопроизвольно разлагается на углекислый газ и вода. Высвобождение газообразного диоксида углерода из реакционной смеси доводит реакцию до завершения. Например, обычная реакция "вулкана" на научной ярмарке включает в себя реакцию уксусная кислота с бикарбонат натрия:

CH
3COOH + NaHCO
3 → CH
3COONa + CO
2 + ЧАС
2О

Реакция метатезиса без соли

В отличие от реакций метатезиса солей, для которых выгодно осаждение твердых солей, это реакции бессолевого метатезиса, в которых выгодно образование силилгалогенидов, которые имеют высокие энергии связи Si-галогенида. Реакции бессолевого метатезиса протекают однородно.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "метатезис ". Дои:10.1351 / goldbook.M03878.
  2. ^ Дж. Р. Дилворт, У. Хуссейн, А. Дж. Хатсон, К. Дж. Джонс, Ф. С. Маккиллан "Неорганические синтезы тетрахало-оксоргенатных анионов" 1997, том 31, страницы 257–262. Дои:10.1002 / 9780470132623.ch42
  3. ^ J. Le Bras, H. Jiao, W. E. Meyer, F. Hampel и J. A. Gladysz, "Синтез, кристаллическая структура и реакции 17-валентно-электронного рениевого метилового комплекса [(η5-C5Мне5) Re (НЕТ) (P (4-C6ЧАС4CH3)3) (CH3)]+В (3,5-С6ЧАС3(CF3)2)4−: Экспериментальные и вычислительные сравнения связывания с 18-электронными метиловыми и метилиденовыми комплексами », J. Organomet. Chem. 2000, том 616, 54-66. Дои:10.1016 / S0022-328X (00) 00531-3
  4. ^ Payack, J. F .; Hughes, D. L .; Cai, D .; Cottrell, I.F .; Верховен, Т. Р. (2002). «Диметилтитаноцен». Органический синтез. 79: 19.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ Машима, Казуши (2020). «Редокс-активные α-дииминовые комплексы металлов с ранней переходной стадией: от связывания к катализу». Бюллетень химического общества Японии. 93 (6): 799–820. Дои:10.1246 / bcsj.20200056.