En química , una reducción inducida estéricamente ocurre cuando un metal oxidado se comporta como la forma más reducida del metal y exhibe propiedades reductoras similares a esta. Este efecto es causado principalmente por los ligandos circundantes que están complejados con el metal y son los ligandos los que están involucrados en la química de reducción en lugar del metal debido a la desestabilización electrónica al estar significativamente distanciados del metal. Las reducciones inducidas estéricamente involucran comúnmente metales que se encuentran en las series de los lantánidos y los actinoides .
Los lantánidos divalentes son compuestos extremadamente reductores (pueden reducir cationes alcalinos). De estos lantánidos divalentes, el yoduro de samario (II) , SmI 2 , es un agente reductor común que se utiliza en una variedad de aplicaciones sintéticas, principalmente porque todos los demás lantánidos divalentes son inestables. Los complejos de Sm (II) también se han investigado y utilizado en aplicaciones similares. Sin embargo, aunque los complejos y compuestos de Sm (II) han tenido un tremendo éxito cuando se utilizan junto con una variedad de sustratos. Ha habido casos en los que la química de ciertos materiales no se puede realizar debido a reacciones sucias en las que los productos no se aíslan fácilmente de las mezclas de reacción cuando se utilizan compuestos de Sm (II) para realizar la reducción deseada. En estos casos, ajustar el tamaño del metal (que se hace común y fácilmente para los compuestos de lantánidos trivalentes) puede afinar la naturaleza de una reacción específica, que debería producir productos deseados y limpios. Una desventaja de esta noción es que el Sm(II) es excepcionalmente estable en comparación con otros lantánidos divalentes, mientras que los demás metales de la serie tienden a existir libremente en el estado trivalente. El descubrimiento y la aplicación de reducciones inducidas estéricamente permiten que las propiedades reductoras y la química únicas sean aplicables a todos los metales lantánidos mientras permanecen en su estado trivalente más estable. Cuando el Sm(III) se combina con C
5A mí
5( pentametilciclopentadieno ) para dar el compuesto (C
5A mí
5)
3Se ha demostrado que esta especie trivalente tiene la misma reactividad reductora que el derivado Sm(II). [1]
La reacción superior es el derivado de Sm(III) y la inferior involucra el derivado de Sm(II). Observe que el estado de oxidación del metal en la reacción superior no cambia, mientras que el estado de oxidación sí lo hace en la inferior. Si el metal estuviera involucrado en la reducción, los estados de oxidación deberían haber cambiado (+3 a +4). Para el compuesto trivalente, este no es el caso, por lo que los propios ligandos deben estar involucrados en el proceso de reducción a través de la siguiente reacción redox :
Pero las reducciones inducidas por ligandos no son nuevas y se sabe que ocurren con una variedad de complejos de lantánidos. Sin embargo, también se deben considerar los factores estéricos en la reactividad del complejo Sm(III), ya que las estructuras menos abarrotadas no tienen ninguna actividad reductora. Durante años, se pensó que (C 5 Me 5 ) 3 Sm no era un compuesto posible debido a la enorme tensión de los ángulos de cono mayores de 120 grados. Sin embargo, este compuesto se forma a partir del complejo Sm(II), y las estructuras de rayos X del complejo Sm(II) han demostrado que había suficiente espacio para un tercer punto. Además, las estructuras de rayos X de (C 5 Me 5 ) 3 Sm muestran que los C 5 Me 5 están 0,1 Angstroms más lejos del metal de lo que normalmente se predice y espera. Esta mayor distancia, forzada por la estérica, hace que los ligandos tengan menos estabilidad electrónica y puede ser una posible razón para la reacción redox observada de los ligandos en lugar del metal. [1]
El Sm es un metal típico y muy estudiado debido a su inusual estabilidad en estado divalente y trivalente. Con el descubrimiento de las reducciones inducidas estéricamente, ahora se pueden estudiar otros metales lantánidos en su estado trivalente más estable, lo que puede permitir un mayor control de las reacciones de reducción al ajustar la reacción en función del tamaño del metal y la electrónica.