La metalación (ortografía alternativa: metalación) es una reacción química que forma un enlace con un metal. Esta reacción generalmente se refiere al reemplazo de un átomo de halógeno en una molécula orgánica por un átomo de metal, lo que da como resultado un compuesto organometálico . En el laboratorio, la metalación se usa comúnmente para activar moléculas orgánicas durante la formación de enlaces C—X (donde X es típicamente carbono, oxígeno o nitrógeno), que son necesarios para la síntesis de muchas moléculas orgánicas.
En síntesis, los reactivos metalados suelen participar en la sustitución nucleofílica , la transferencia de un solo electrón (SET) y la química redox con grupos funcionales en otras moléculas (incluidas, entre otras, cetonas , aldehídos y haluros de alquilo ). Las moléculas metaladas también pueden participar en la química ácido-base , en la que un reactivo organometálico desprotona una molécula orgánica para crear un nuevo reactivo organometálico.
Las clases más comunes de compuestos metalizados son los reactivos de organolitio y los reactivos de Grignard . Sin embargo, otros compuestos organometálicos, como los compuestos de organocinc , también se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales y de laboratorio.
La metalación fue observada por primera vez en el laboratorio por Edward Frankland durante una síntesis de dietilzinc en 1849. [1] Si bien este desarrollo eventualmente condujo al desarrollo de compuestos organometálicos de otros metales, [2] estos compuestos tuvieron poco uso en el laboratorio debido a su costo y (en el caso de los compuestos de organozinc) su naturaleza altamente pirofórica . Las reacciones de metalación (particularmente en forma de transmetalación ) solo comenzaron a ver un uso más extendido en los laboratorios sintéticos después de que François Auguste Victor Grignard sintetizara haluros de organomagnesio directamente a partir de magnesio metálico y haluros orgánicos. [3] La extrema versatilidad de estos nuevos reactivos de organomagnesio en la síntesis orgánica hizo que la metalación tuviera un uso generalizado en la ciencia de laboratorio. [4] Los reactivos de organolitio fueron sintetizados por primera vez en 1917 por Schlenk y Holtz, [5] aunque estos reactivos no vieron un uso generalizado como agentes metalantes o reactivos en síntesis orgánica hasta que Karl Ziegler , Henry Gilman y Georg Wittig —entre otros— desarrollaron métodos sintéticos que mejoraron esta síntesis inicial. [6] Después de que se conocieran estas mejoras en la síntesis, el interés en los compuestos aumentó significativamente, ya que generalmente son más reactivos que los compuestos de organomagnesio. El primer uso de un reactivo de organolitio como reactivo de metalación ocurrió en 1928, con la metalación de fluoreno con etil-litio de Schlenk y Bergmann. [7]
La transmetalación implica el intercambio de dos metales entre moléculas orgánicas mediante un mecanismo de intercambio redox. Por ejemplo, las transmetalaciones suelen formar una reacción entre un reactivo de organolitio y una sal metálica.
Al sintetizar reactivos de organolitio simples, la reducción de un equivalente de un haluro de alquilo o arilo simple con dos equivalentes de litio metálico produce un equivalente de un alquil- o aril-litio simple y un equivalente de haluro de litio con buen rendimiento. [8]
Se sabe que esta reacción se lleva a cabo a través de una vía radical que probablemente se inicia a través de un mecanismo de transferencia de un solo electrón del tipo que se muestra a continuación. [9]
De manera similar, el magnesio metala organohaluros para dar reactivos de Grignard .
