En química de coordinación , los complejos de amina metálica son complejos metálicos que contienen al menos un ligando de amoníaco ( NH 3 ) . "Ammine" se escribe así por razones históricas [ cita necesaria ] ; por el contrario, los ligandos que contienen alquilo o arilo se escriben con una sola "m". Casi todos los iones metálicos se unen al amoníaco como ligando, pero los ejemplos más frecuentes de complejos de amina son los de Cr(III), Co(III), Ni(II), Cu(II), así como varios metales del grupo del platino. [1]
Los complejos de amina desempeñaron un papel importante en el desarrollo de la química de coordinación, específicamente en la determinación de la estereoquímica y la estructura. Se preparan fácilmente y la relación metal-nitrógeno puede determinarse mediante análisis elemental. A través de estudios principalmente sobre los complejos de amina, Alfred Werner desarrolló su concepto, ganador del Premio Nobel , sobre la estructura de los compuestos de coordinación (ver figura). [3] [1]
Originalmente las sales de [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ se describían como el complejo luteo (latín: amarillo) de cobalto. Este nombre ha sido descartado porque la química moderna considera el color menos importante que la estructura molecular. Otros complejos de amina metálica también se etiquetaron según su color, como purpureo (latín: púrpura) para un complejo de pentamina de cobalto , y praseo (griego: verde) y violeo (latín: violeta) para dos complejos isoméricos de tetramina. [4]
Uno de los primeros complejos de amina que se describió fue la sal verde de Magnus , que consiste en el complejo de tetramina de platino [Pt(NH 3 ) 4 ] 2+ . [5]
El amoníaco es un donante σ puro, en el medio de la serie espectroquímica , y muestra un comportamiento duro-blando intermedio (ver también el modelo ECW ). Su fuerza donante relativa hacia una serie de ácidos, frente a otras bases de Lewis, se puede ilustrar mediante gráficos CB . [6] [7]
Un ligando de amina unido a un ion metálico es notablemente más ácido que una molécula de amoníaco libre, aunque la desprotonación en solución acuosa todavía es rara. Un ejemplo es la reacción del cloruro de mercurio (II) con amoníaco (reacción de Calomel), donde el amidocloruro de mercurio resultante es altamente insoluble.
El amoníaco es una base de Lewis y un donante sigma "puro". También es compacto de manera que los efectos estéricos son insignificantes. Estos factores simplifican la interpretación de los resultados estructurales y espectroscópicos. Las distancias Co-N en los complejos [M(NH 3 ) 6 ] n + se han examinado de cerca mediante cristalografía de rayos X. [8]
Se conocen complejos de poli(amina) homolépticos para muchos de los metales de transición. La mayoría de las veces tienen la fórmula [M(NH 3 ) 6 ] n + donde n = 2, 3 e incluso 4 (M = Pt). [9]
Los metales del grupo del platino forman diversos complejos de aminas. La pentaamina (dinitrógeno) rutenio (II) y el complejo Creutz-Taube son ejemplos bien estudiados de importancia histórica. El complejo cis- [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] , bajo el nombre de Cisplatino , es un importante fármaco anticancerígeno. El cloruro de pentaminerrodio ( [RhCl(NH 3 ) 5 ] 2+ ) es un intermedio en la purificación del rodio a partir de sus minerales.
Las aminas de cromo (III) y cobalto (III) tienen una importancia histórica. Ambas familias de aminas son relativamente inertes cinéticamente, lo que permite la separación de isómeros. [10] Por ejemplo, el cloruro de tetraaminodiclorocromo (III), [Cr(NH 3 ) 4 Cl 2 ]Cl , tiene dos formas: el isómero cis es violeta, mientras que el isómero trans es verde. El tricloruro de hexaamina ( cloruro de hexaminocobalto (III) , [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 ) existe como un solo isómero. La " sal de Reinecke " con la fórmula [NH 4 ] + [Cr(NCS) 4 (NH 3 ) 2 ] − · H 2 O se informó por primera vez en 1863. [11]
El zinc (II) forma una tetraamina incolora con la fórmula [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ . [12] Como la mayoría de los complejos de zinc, tiene una estructura tetraédrica. El hexaaminoníquel es violeta y el complejo de cobre (II) es azul intenso. Este último es característico de la presencia de cobre (II) en análisis inorgánicos cualitativos .
El cobre (I) forma sólo complejos lábiles con amoníaco, incluido el planar trigonal [Cu(NH 3 ) 3 ] + . [13] La plata da el complejo diamino [Ag(NH 3 ) 2 ] + con geometría de coordinación lineal. [14] Es este complejo el que se forma cuando el cloruro de plata, que de otro modo sería bastante insoluble, se disuelve en amoníaco acuoso . El mismo complejo es el ingrediente activo del reactivo de Tollens . El cloruro de oro(I) reacciona con amoníaco para formar [Au(NH 3 ) 2 ] + . [15]
Dado que el amoníaco es un ligando más fuerte en la serie espectroquímica que el agua, los complejos de amina metálica se estabilizan en relación con los correspondientes complejos acuógenos . Por razones similares, los complejos de amina metálica son menos fuertemente oxidantes que los correspondientes acuocomplejos. Esta última propiedad se ilustra por la estabilidad de [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ en solución acuosa y la inexistencia de [Co(H 2 O) 6 ] 3+ (que oxidaría el agua).
Una vez que forma un complejo con un ion metálico, el amoníaco deja de ser básico. Esta propiedad se ilustra por la estabilidad de algunos complejos de amina metálica en soluciones ácidas fuertes. Cuando el enlace M- NH 3 es débil, el ligando amina se disocia y se produce la protonación. El comportamiento se ilustra mediante la respectiva no reacción y reacción con [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ y [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ hacia ácidos acuosos.
Los ligandos de amina son más ácidos que el amoníaco (p K a ~ 33). Para complejos altamente catiónicos como [Pt(NH 3 ) 6 ] 4+ , se puede obtener la base conjugada. La desprotonación de complejos de halogenuro de amina de cobalto (III), por ejemplo, [CoCl(NH 3 ) 5 ] 2+ , labiliza el enlace Co-Cl, según el mecanismo Sn1CB .
La desprotonación se puede combinar con la oxidación, permitiendo la conversión de complejos de amina en complejos de nitrosilo : [16]
En algunos complejos de amina, el enlace N-H es débil. Así, un complejo de tungsteno amina desprende hidrógeno: [16]
Este comportamiento es relevante para el uso de complejos de metal-amina como catalizadores para la oxidación de amoníaco. [17]
Los complejos de amina metálica encuentran muchos usos. El cisplatino ( cis- [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] ) es un fármaco utilizado en el tratamiento del cáncer . [18] Se han evaluado para esta aplicación muchos otros complejos de aminas de metales del grupo del platino.
En la separación de los metales de platino individuales de su mineral, varios esquemas se basan en la precipitación de [RhCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 . En algunos esquemas de separación, el paladio se purifica manipulando equilibrios que involucran [Pd(NH 3 ) 4 ]Cl 2 , [PdCl 2 (NH 3 ) 2 ] y [Pt(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ] ( sal verde de Magnus). ).
En el procesamiento de celulosa , el complejo de cobre y amina conocido como reactivo de Schweizer ( [Cu(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ](OH) 2 ) se utiliza a veces para solubilizar el polímero. El reactivo de Schweizer se prepara tratando soluciones acuosas de iones de cobre (II) con amoníaco. Inicialmente, el hidróxido azul claro precipita solo para volver a disolverse al agregar más amoníaco:
El fluoruro de diamina de plata ( [Ag(NH 3 ) 2 ]F ) es un medicamento (fármaco) tópico que se usa para tratar y prevenir la caries dental y aliviar la hipersensibilidad dentinaria. [19]