La química del organogermanio es la ciencia que estudia las especies químicas que contienen uno o más enlaces C - Ge . El germanio comparte el grupo 14 de la tabla periódica con el carbono, el silicio , el estaño y el plomo . Históricamente, los organogermanios se consideran nucleófilos y su reactividad se encuentra entre la de los compuestos de organosilicio y organoestaño . Algunos organogermanios tienen una reactividad mejorada en comparación con sus análogos de organosilicio y organoboro en algunas reacciones de acoplamiento cruzado . [1]
En general, la química del organogermanio está mucho menos desarrollada que la de otros congéneres del grupo 14, principalmente porque el germanio es caro. [2]
La gran mayoría de los compuestos de organogermanio son tetraédricos con la fórmula GeR 4-n X n donde X = H, Cl, etc. Los enlaces Ge-C son estables al aire, aunque los enlaces Ge-H pueden sufrir oxidación por aire. El primer compuesto de organogermanio, el tetraetilgermano, fue sintetizado por Winkler en 1887, [3] mediante la reacción de tetracloruro de germanio con dietilzinc . Más comúnmente, estos compuestos de Ge(IV) se preparan mediante alquilación de haluros de germanio mediante organolitio y reactivos de Grignard , incluidas las superficies terminadas con enlaces Ge-Cl. [4] Sin embargo, trabajos recientes han desarrollado el procesamiento del germanio sin cloro .
Algunos organogermanos se preparan mediante sustitución nucleofílica o reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por Pd. [1] La hidrogermilación proporciona otra ruta para los compuestos de organogermanio. [5]
Al igual que los hidrocarburos y los polisilanos , se conocen muchos compuestos de organogermanio con enlaces Ge-Ge. Un ejemplo temprano es el hexafenildigermano, (C 6 H 5 ) 3 Ge−Ge(C 6 H 5 ) 3 . Se prepara mediante el acoplamiento de Wurtz del bromuro: [7]
Se conocen muchos poligermanos cíclicos, por ejemplo, [Ge(C 6 H 5 ) 2 ] 4 , [Ge(C 6 H 5 ) 2 ] 5 y [Ge(C 6 H 5 ) 2 ] 6 .
El trifenilgermanol ((C 6 H 5 ) 3 GeOH) es un sólido incoloro. Al igual que el silanol isoestructural , participa en la formación de enlaces de hidrógeno en estado sólido. [8]
Los compuestos con enlaces múltiples a Ge suelen ser muy reactivos o requieren sustituyentes orgánicos voluminosos para su aislamiento. Esta situación se desprende de la regla del doble enlace . Las digerminas solo existen para sustituyentes extremadamente voluminosos. Según la cristalografía de rayos X , el núcleo C–Ge≡Ge–C de las digerminas está doblado. Dichos compuestos se preparan mediante la reducción de haluros voluminosos de arilgermanio(II). [9]
Los compuestos que contienen dobles enlaces Ge=C (germenos) requieren sustituyentes orgánicos voluminosos para su aislamiento. [10] y Ge=Ge (digermilenos) [11] Otros ejemplos incluyen los derivados voluminosos del germabenceno y el 1,2-digermabenceno, [12] análogos del benceno.
Se han investigado los germilenos (análogos de carbeno) y los radicales libres germilo. La reacción de un cloruro de Ge(II) con un trialquilgermanuro de litio produce un germileno: [13]
Algunos compuestos de organogermanio participan en reacciones de acoplamiento cruzado.
Los compuestos de organogermanio se utilizan en relativamente pocas aplicaciones comerciales. El isobutilgermano , un líquido volátil e incoloro, se utiliza en MOVPE ( epitaxia en fase de vapor metalorgánica ) en la deposición de películas semiconductoras de Ge.
El propagermanio , también conocido como Ge-132, y el espirogermanio son fármacos. [ cita requerida ]