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Química del organoantimonio

La química del organoantimonio es la química de compuestos que contienen un enlace químico de carbono a antimonio (Sb) . Los estados de oxidación relevantes son Sb V y Sb III . La toxicidad del antimonio [1] limita la aplicación práctica en química orgánica . [2]

Síntesis

Estibinas

Una síntesis de organoantimonio generalmente comienza con compuestos de antimonio tricoordinados , llamados estibinas . El tricloruro de antimonio reacciona con organolitio o reactivos de Grignard para dar compuestos de la forma R 3 Sb:

SbCl 3 + 3 RLi (o RMgCl) → R 3 Sb

Las estibinas son ácidos de Lewis débiles y no forman complejos . Como donantes de Lewis blandos , se utilizan ampliamente en la química de coordinación [3] : 348  y normalmente reaccionan mediante adición oxidativa :

R 3 Sb + Br 2 → R 3 SbBr 2
R 3 Sb + O 2 → R 3 SbO
R 3 Sb + B 2 H 6 → R 3 Sb·BH 3

Esta propiedad también los sensibiliza al aire .

Si, en cambio, se reducen, los estibanos normalmente liberan sustituyentes (ligandos): [3] : 443 

R 3 Sb + Na + NH 3 → R 2 SbNa
R 2 SbBr + Mg → (R 2 Sb) 2 + MgBr 2

El compuesto cíclico estíbol , un análogo estructural del pirrol , no ha sido aislado, pero sí derivados sustituidos. Los metalocenos de antimonio también son conocidos:

14SbI 3 + 3 ( Cp* Al) 4 → [Cp
2
Sb] + [AlI 4 ] + 8Sb + 6 AlI 3

El ángulo Cp*-Sb-Cp* es de 154°.

estiboranos

Los compuestos pentacoordinados de antimonio se denominan estiboranos y pueden sintetizarse a partir de estibinas y halógenos:

Ph 3 Sb + Cl 2 → Ph 3 SbCl 2
Ph 3 SbCl 2 + 2 PhLi → Ph 5 Sb

Al igual que sus congéneres más pesados, los compuestos de organobismuto , los estiboranos forman compuestos de onio y complejos de abeto . También se pueden obtener compuestos asimétricos a través del ion estibonio:

R 5 Sb + X 2 → [R 4 Sb] + [X]
[R 4 Sb] + [X] + R'MgX → R 4 R'Sb

Los haluros de estibonio (R 4 SbX) tienden a dimerizarse .

El pentafenilantimonio, molécula trigonal-bipiramidal, se descompone a 200 °C en trifenilstibina y bifenilo . En el Me 5 Sb relacionado , la RMN de protones a -100 °C no puede resolver diferentes protones de metilo .

Distibinas y compuestos de antimonio (I)

Las distibinas son formalmente compuestos Sb II , pero presentan átomos de Sb tricoordinados con un único enlace Sb-Sb. Pueden tener interés como termocromos . Por ejemplo, la tetrametildistibina es incolora en estado gaseoso, amarilla en estado líquido, roja en estado sólido justo por debajo del punto de fusión de 18,5 °C, azul brillante cuando está más fría y nuevamente amarilla en temperaturas criogénicas. [4] [3] : 442  Una síntesis típica primero desplaza un haluro de Sb III con un metal alcalino y luego reduce el anión resultante con dicloruro de etileno . [3] : 781–783 

Al igual que su congénere más ligero, el arsénico , los compuestos organoantimonio se pueden reducir a oligómeros cíclicos que formalmente son compuestos de antimonio (I). [3] : 563–577 

Con otros sustituyentes

Los enlaces Sb V -N son inestables, excepto cuando el N también está unido a otros sustituyentes aceptores de electrones. [5]

Reacciones

Los óxidos de estibina sufren una especie de metátesis de olefinas polarizadas . Por ejemplo, median un intercambio carbonil-imina (Ar es cualquier areno activado ): [6] : 399 

Ph 3 Sb=NSO 2 Ar + PhC=O → Ph 3 Sb=O + PhC=NSO 2 Ar

El efecto puede extenderse vinílicamente : [7] Por el contrario, los iluros no estabilizados (R 3 Sb = CR' 2 ; R' no aceptor de electrones ) sólo se forman con dificultad (por ejemplo, reactivos diazo ). [6] : 399–400 

Como otros metales, los estibanes vecinos a un grupo saliente pueden eliminarse antes que un protón. Por ejemplo, la difenil(β-hidroxifenetil)estibina se descompone en calor o ácido en estireno : [6] : 400–402 

Ph 2 SbCH 2 CH (OH) Ph → CH 2 = CHPh + Ph 2 SbOH

Como las estibinas terciarias también se insertan en enlaces haloalquilo, las estibinas terciarias son potentes agentes deshalogenantes. [6] : 403  Sin embargo, los estibanos imitan mal los organometálicos de metales activos : sólo con dificultad sus ligandos se agregan a los carbonilos o alimentan acoplamientos cruzados de metales nobles . [6] : 403–405 

Los estiboranos son oxidantes suaves que convierten las aciloínas en dicetonas y los tioles en disulfuros . [6] : 406–408  En el aire, la tris (tiofenil) estibina cataliza una oxidación descarboxilativa de anhídridos a alcoholes similar a la de Hunsdiecker . [6] : 411 

En la luz ultravioleta , las distibinas se radicalizan; los radicales resultantes pueden desplazar al yoduro . [3] : 766 

Ver también

Referencias

  1. ^ Filella, M. (2010). "Derivados alquílicos del antimonio en el medio ambiente". Iones metálicos en ciencias biológicas . 7 . Cambridge: publicación RSC: 267–301. doi :10.1039/9781849730822-00267. ISBN 978-1-84755-177-1. PMID  20877810.
  2. ^ C. Elschenbroich, A. Salzer Organometálicos: una introducción concisa (2.ª edición) ( 1992 ) de Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 3-527-28165-7 
  3. ^ abcdef Patai, Saúl, ed. (1994). La química de los compuestos orgánicos de arsénico, antimonio y bismuto . Química de grupos funcionales. Chichester, Reino Unido: Wiley. doi :10.1002/0470023473. ISBN 047193044X.
  4. ^ Compuestos de organoantimonio con enlaces elemento-elemento HJ Breunig, R. Rosler Coordination Chemistry Reviews 163 (1997) 33-53
  5. ^ Patai 1994, pag. 340, que inmediatamente se rebaja al dar un ejemplo de un complejo -SbCl 3 -NMe-....
  6. ^ abcdefg Freedman, León D.; Doak, George O. (1989). "El uso de compuestos de organoantimonio y organobismuto en síntesis orgánica". En Hartley, Frank Robinson (ed.). La química del metal: enlace de carbono . (Patai) Química de grupos funcionales. vol. 5. Chichester, Reino Unido: Interscience . págs. 397–413. doi :10.1002/9780470772263.ch9. ISBN 0471915564.
  7. ^ Freedman y Doak 1989, pág. 410, que atribuye la reacción a una reacción de tipo Wittig con un iluro.