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química organocadmio

Enlace carbono-cadmio
Enlace carbono-cadmio

La química del organocadmio describe las propiedades físicas, la síntesis, las reacciones y el uso de los compuestos de organocadmio , que son compuestos organometálicos que contienen un enlace químico de carbono a cadmio . [1] El cadmio comparte el grupo 12 con el zinc y el mercurio y sus correspondientes químicas tienen mucho en común. La utilidad sintética de los compuestos organocadmio es limitada.

El compuesto organocadmio más simple es el dimetilcadmio . Es una molécula lineal con una longitud de enlace C-Cd de 213 pm . [2] Los compuestos organocadmio suelen ser sensibles al aire, la luz y la humedad.

Síntesis

Modelo de dimetilcadmio que llena el espacio.

Erich Krause informó en 1917 sobre el dimetilcadmio y el dietilcadmio. En general, se preparan por transmetalación o por reacción de intercambio entre un agente alquilante y una sal de cadmio. [3]

Según un procedimiento, el dietilcadmio se produce mediante la reacción de bromuro de cadmio con dos equivalentes del reactivo de Grignard bromuro de etilmagnesio en éter dietílico . El dietilcadmio es un aceite incoloro con un punto de fusión de -21 °C . El difenilcadmio se puede preparar mediante la reacción de fenillitio con bromuro de cadmio. El difenilcadmio es un sólido con un punto de fusión de 174 °C.

Derivados de fluoroalquilo y alquenilo

Siguiendo las tendencias establecidas, los derivados alquilo y alquenílicos perfluorados del cadmio exhiben una estabilidad térmica mejorada. Los derivados alquenílicos se generan mediante la adición de yodotrifluoroetileno al cadmio metálico. [4]

Reacciones

Los compuestos de organocadmio son menos nucleofílicos que los organozincs . Esta reactividad reducida se demuestra en la conversión de cloruros de acilo en cetonas con estos reactivos. [5] Esta reacción fue reportada por Henry Gilman en 1936 y se usó hasta que estuvieron disponibles cupratos menos tóxicos. El reactivo de Grignard relacionado reaccionaría aún más, dando el alcohol terciario . El metil cadmio se utilizó en uno de los pasos que conducen a la síntesis total del colesterol : [6]

Química organocadmio síntesis de colesterol Woodward

Otro uso sintético de un organocadmio es la reacción de diisoamilcadmio con cloruro de β-carbometoxipropionilo para dar 4-ceto-7-metiloctanoato de metilo sin reaccionar más con el grupo cetona o el grupo éster . [7]

Esta selectividad se observa siempre que la reacción se lleve a cabo sin sal. [8] Cuando el reactivo de cadmio se genera in situ a partir de una sal de cadmio, el haluro genera un reactivo de organocadmio más nucleofílico, un complejo de ate . El mismo efecto salino se puede observar con los compuestos organozinc.

El dimetilcadmio se ha utilizado para sintetizar nanocristales coloidales de materiales II-VI como el seleniuro de cadmio . Su naturaleza tóxica y volátil ha llevado a los investigadores a buscar precursores del cadmio en otros lugares, como el óxido de cadmio. [9]

Toxicidad

Los compuestos de cadmio son tóxicos. El dimetilcadmio es tóxico para los riñones, el hígado, el sistema nervioso central y los órganos respiratorios cuando se inhala. [10] La IARC considera que los compuestos de cadmio en general son cancerígenos para los seres humanos . [11]

Referencias

  1. ^ Métodos sintéticos de química organometálica e inorgánica Vol 5, Cobre, plata, oro, zinc, cadmio y mercurio WA Herrmann Ed. ISBN  3-13-103061-5
  2. ^ Félix Hanke; Sara Hindley; Antonio C. Jones; Alejandro Steiner (2016). "Las estructuras de estado sólido de las fases de alta y baja temperatura del dimetilcadmio". Comunicaciones Químicas . 52 (66): 10144–10146. doi :10.1039/c6cc05851e. PMID  27457504.
  3. ^ Erich Krause (1917). "Einfache Cadmiumdialquile. (I. Mitteilung über organische Cadmium-Verbindungen.)". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft . 50 (2): 1813–1822. doi :10.1002/cber.19170500292.
  4. ^ Burton, Donald J.; Yang, Zhen-Yu; Morken, Peter A. (1994). "Organometálicos fluorados: vinilo, alquinilo, alilo, bencilo, propargilo y arilo". Tetraedro . 50 (10): 2993–3063. doi :10.1016/S0040-4020(01)81105-4.
  5. ^ David A. Shirley (2011). "La síntesis de cetonas a partir de haluros de ácido y compuestos organometálicos de magnesio, zinc y cadmio". Org. Reacciones : 28–58. doi :10.1002/0471264180.o008.02. ISBN 9780471264187.
  6. ^ Woodward, RB; Sondheimer, Franz; Taub, David; Heusler, Karl; McLamore, WM (1952). "La síntesis total de esteroides". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 74 (17): 4223–51. doi :10.1021/ja01137a001.
  7. ^ Cason, James; Año de producción=1948, Franklin S. (1948). "4-ceto-7-metiloctanoato de metilo". Síntesis orgánicas . 28 : 75. doi : 10.15227/orgsyn.028.0075.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Jones, Paul R.; Desio, Peter J. (1978). "Las reacciones menos familiares de los reactivos de organocadmio". Reseñas químicas . 78 (5): 491–516. doi :10.1021/cr60315a001.
  9. ^ Peng ZA, Peng X (2001). "Formación de nanocristales de CdTe, CdSe y CdS de alta calidad utilizando CdO como precursor". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 123 (1): 183–4. doi :10.1021/ja003633m. PMID  11273619.
  10. ^ Spiridonova EIa (1991). "[Estudio experimental de las propiedades tóxicas del dimetilcadmio]". Gigiena Truda I Professional'nye Zabolevaniia (en ruso) (6): 14–7. PMID  1916391.
  11. ^ "Cadmio y compuestos de cadmio". Arsénico, Metales, Fibras y Polvos. Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer . 2012, págs. 121-145. ISBN 9789283201359.