Химия металлоорганических соединений

РЕФЕРАТ

«ХИМИЯ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ»

Содержание ______________________________________________________2

Введение_________________________________________________________3

1. Элементы 1 группы______________________________________________5

1.1 Органические соединения лития__________________________________5

1.2 Органические соединения натрия _________________________________7

1.3. Органические соединения калия__________________________________8

2. Элементы второй группы_________________________________________8

2.1 Органические соединения магния_________________________________9

2.2 Органические соединения цинка________________________________11

2.3 Органические соединения ртути _________________________________12

3. Элементы третьей группы________________________________________14

3.1 Органические соединения бора___________________________________14

3.2 Органические соединения алюминия______________________________15

4. Элементы четвертой группы______________________________________16

4.1 Органические соединения олова__________________________________16

4.2 Органические соединения свинца ------------------------------------------------16

5
. Использованная литература______________________________________18

ВВЕДЕНИЕ

В создании химии металлоорганических соединений, переживающих период быстрого и всестороннего развития, принимали участие выдающиеся русские и зарубежные исследователи: А. М. Бутлеров, А. М. Зайцев, П. П. Шорыгин, В. Гриньяр, В. Шленк и др.

В Советском Союзе исследования в области металлоорганических соединений возглавляются А. Н. Несмеяновым и его школой, а за рубежом - К. Циглером, X. Гильманом, X. Норманом и др.

Введение в состав органических соединений металлов расширило синтетические возможности органической химии. Металлоорганические соединения находят практическое применение в качестве катализаторов реакции полимеризации, при получении инсектицидов и фунгицидов, антидетонаторов моторного топлива и т. д. Они привлекают внимание как возможные компоненты ракетных топлив.

А. Н. Несмеянов установил общие закономерности, касающиеся способности элементов периодической системы Д. И. Менделеева к образованию элементоорганических соединений.

Непереходные элементы - неметаллы (галогены, кислород, азот и т. д.) и металлы (литий, натрий, магний и т. д.) - образуют алкильные (и подобные им) производные со связью углерод-элемент. Переходные элементы (железо, кобальт, никель, марганец, хром, ванадий и т.д.) резко отличаются от непереходных элементов характером связи углерод - металл.

К металлоорганическим соединениям этого типа относятся комплексы переходных элементов с непредельными углеводородами (этилен, галогеноаллилы, ацетилен), циклическими углеводородами (циклопентадиен, бензол) дициклопентадиенильные и бисароматические (ареновые) производные - и другие комплексы, например карбонилы переходных металлов: , , ; цианиды переходных металлов; ферро- и феррицианидные анионы: , и т. д.

Органические соединения этой группы элементов, в частности сендвичевые соединения, будут описаны позднее (стр. 533).

Редкоземельные элементы и актиниды не склонны к образованию металлоорганических соединений.

Органическим соединениям неметаллических элементов посвящены все предыдущие разделы курса. Для этих элементов характерно образование алкильных (или арильных) производных, особенно для элементов двух малых периодов - второго и третьего: С, N, О, F, Si, P, S, C1. Алкильные (или арильные) производные элементов V, VI, VII групп способны превращаться в ониевые катионы, например:

.

Естественно теперь сосредоточить внимание на органических соединениях непереходных металлов - собственно металлоорганических соединениях.

Непереходные металлы

Период	Группы
	I	II	III	IV
II	Li	Be	B
III	Na	Mg	Al
IV	K	Ca
Cu	Zn	Ga	Ge
V	Rb	Sr
Ag	Cd	In	Sn
VI	Cs	Ba
Au	Hg	Tl	Pb
VII	Fr	Ra

Металлы также образуют алкильные (или арильные) производные, но в отличие от неметаллов алкильные (или арильные) производные элементов III, II и I (для лития) групп превращаются в обратноониевые комплексы:

.

Природа связи углерод-металл изменяется в металлоорганических соединениях в широких пределах – от ионной до ковалентной. Увеличение электроположительных свойств металла и размеров его ковалентного радиуса усиливает ионный характер связи металл – углерод (например, в органических соединениях натрия); уменьшение электроположительности и уменьшение ковалентного радиуса делают связь с металлом более ковалентной (например, в органических соединениях германия).

Для соединения с более полярной связью (Li, Na, Mg) предпочтительнее гетеролитические реакции:

.

Соединения с менее полярной связью (Hg, Pb, Sn) реагируют как по гетеролитическому механизму (например, действие кислот), так и по гомолитическому (например, термическое разложение):

Образование металл - углеродной связи, например при взаимодействии галогеноалканов с металлами, может протекать через стадию ион - радикалов. Реакция начинается с переноса электрона с решетки металла на молекулу галогеноалкана с образованием анион-радикала (легко идентифицируется методом электронного парамагнитного резонанса), распадающегося на радикал и анион галогена, которые адсорбируются на поверхности металла. Далее радикал принимает второй электрон, превращаясь в карбанион, одновременно катион металла переходит в раствор, образуя металлоорганическое соединение.

1. ЭЛЕМЕНТЫ ПЕРВОЙ ГРУППЫ.

Щелочные металлы первой подгруппы имеют на внешней электронной оболочке по одному электрону и, следовательно, одновалентны.

Металлоорганические соединения построены так, что металл обычно связан поляризованной связью с атомом углерода органического остатка R—Me(где R — алкил или арил):

Названия металлоорганических соединений слагаются из названий радикалов и металла.

1.1
Органические соединения лития.

Способы получения.

1.
Из галогеноалкилов (или арилов) и металлического лития (К. Циглер, 1928 г.). Способ заключается во взаимодействии лития с галогеноалкилами или арилами (обычно применяют хлористые алкилы и бромистые арилы). Успех реакции, помимо строения галогенопронзводного, зависит от растворителя и температуры. Растворителями при получении литийорганических соединений — алкильных — служат петролейный эфир, гексан, бензол; арильных — этиловый эфир:

Галогенвинилы (в которых галоген обладает малой подвижностью) легко реагируют с литием, образуя литийорганические соединения винильного типа:

Неустойчивость литийорганических соединений к влаге и к кислороду заставляет проводить синтез с сухими веществами в атмосфере инертных газов (азота). Литийорганические соединения обычно не выделяются в свободном виде, а применяются в растворах так же как натрий- и магнийорганические соединения.

Основному процессу могут сопутствовать побочные реакции, например взаимодействие исходного галогеноалкила с образовавшимся литийорганическим производным:

2.
Действие лития и литийалкилов на органические соединения ртути имеет значение в случае необходимости выделения литийоранических соединений в свободном виде:

Химические свойства.

Вода, спирты, кислоты легко реагируют с литийорганическими соединениями, например:

Окисление литийорганических соединений.
При регулируемом окислении литийорганические соединения превращаются в спирты:

Синтез кислот.
Введение литийорганических соединений в избыток двуокиси углерода (их выливают на твердую углекислоту) приводит к литиевым солям карбоновых кислот, которые при действии соляной кислоты превращаются в карбоновые кислоты. Эта реакция широко применяется при исследовании строения литийорганических соединений и для синтеза карбоновых кислот:

Взаимодействие с непредельными углеводородами
— общее свойство для щелочных металлов первой группы. Первоначально считалось, что для успеха реакции двойная связь должна быть сопряжена с непредельной системой или ароматическим кольцом. Однако в 1960 г. К. Циглер показал возможность присоединения литийалкилов к изолированной двойной связи, причем третичные и вторичные литийалкилы реагируют легче первичных.

Бутиллитий при нагревании и повышенном давлении присоединяется к этилену с образованием литийалкилов (в которых литий сохраняет высокую реакционную способность):

Изопропиллитий реагирует с этиленом уже при -60°С, образуя 1-литий-З-метилбутан:

К 1,3-бутадиену литийалкилы присоединяются в положения 1,4 и 1,2. Повышение температуры и давления благоприятствует 1,4- присоединению:

.

Практическое значение этой реакции заключается в том, что она привела к промышленному методу стереорегулярной полимеризации 1,3-бутадиена в синтетический каучук.

Взаимодействие алкиллития с карбонильными соединениями
(альдегидами, кетонами), как и в случае натрий-, магний-, цинк-, алюминийорганических соединений, приводит к спиртам. Использование в этой реакции литийорганических соединений оправдано в тех случаях, когда взаимодействие с альдегидами и кетонами более доступных магнийорганических соединений не приводит к цели.

Так, диизопропилкетон и изопропиллитий образуют триизопропилкарбинол. Реакция протекает через стадию нестойкого комплекса, который перегруппировывается в литиевый алкоголят, гидролизуемый водой в триизопропил карбинол:

Магнийорганическим синтезом подобный спирт разветвленного строения получить нельзя вследствие восстановления исходного кетона магнийорганическим соединением.

1.2
Органические соединения натрия

Натрийорганические соединения сохраняют ряд общих черт с органическими соединениями лития, однако их специфика заключается: а) в преимущественной роли реакции металлирования при их синтезе, открытой П. П. Шорыгиным (1910 г.) и детально разработанной на примере получения органических соединений натрия; б) в большей реакционной способности, затрудняющей их синтетическое использование. Практическое значение органических соединений натрия связано с инициируемой ими реакцией полимеризации 1,3-бутадиена.

Способы получения.

Металлирование (замена водорода натрием в органических соединениях). Металлирующими агентами могут быть натриевые производные предельных углеводородов, амид натрия в жидком аммиаке и металлический натрий. Металлированию подвергаются преимущественно следующие группы органических соединений: ароматические углеводороды, жирноароматические соединения, ацетиленовые углеводороды.

Непосредственным действием металлического натрия на ароматические соединения (бензол) нельзя заменить в них водород металлом. Реакция сводится к действию натрийалкила на металлируемый ароматический углеводород при 0—25°С:

Натрийорганические соединения, как и литийорганические соединения, обычно не выделяются в свободном виде и используются в растворах для дальнейших синтезов:

Ацетилен и монозамещенные ацетиленовые углеводороды металируются натрием или амидом натрия в жидком аммиаке. Действие амида натрия на винилацетилен приводит к винилацетилениду натрия, представляющему собой белые кристаллы, самовоспламеняющиеся на воздухе.

Металлический натрий присоединяется к диеновым углеводородам — 1,3-бутадиену в положения 1,4 и 1,2, образуя соответственно 1,4-динатрий-2-бутен и 3,4-динатрий-1-бутен (которые инициируют полимеризацию бутадиена). Металлический натрий может быть заменен алкилнатрием, например амилнатрием.

Химические свойства.

В реакции металлирования углеводороды проявляют свойства слабых кислот. По существу реакция металлирования является реакцией вытеснения слабой кислотой еще более слабой кислоты из ее солей.

Порядок вытеснения из натриевых производных углеводородов позволяет составить ряд по возрастающей кислотности:

Натрийорганические соединения имеют ионный характер, причем анионом является остаток углеводорода (карбанион), а анионом — металл.

Натрийалкилы — сильные основания; так, этилнатрий — сильнейшее из известных оснований.

Натрийорганические соединения, как и органические соедине­ния лития, при действии воды, спиртов и кислот разлагаются с замещением натрия водородом:

1.3
Органические соединения калия

Исследования в области калийорганических соединений сопряжены со значительными трудностями, связанными с их большой реакционной способностью, и в частности со склонностью органических соединений воспламеняться на воздухе. Реакционная способность органических соединений щелочных металлов возрастает в ряду:

Калийорганические соединения удобно получать реакциями металлирования или из ртутьорганических соединений замещением менее реакционноспособной ртути на более реакционноспособный калий. Например, этилкалий образуется при действии на диэтилртуть металлическим калием:

Реакция присоединения металлоорганических соединений щелочных металлов к соединениям с двойными связями была впервые осуществлена К. Циглером (1928 г.) на примере взаимодействия фенилизопропилкалия со стильбеном. Течение реакции легко контролировать по обесцвечиванию фиолетово-красной окраски фенилизопропилкалия.

2. ЭЛЕМЕНТЫ ВТОРОЙ ГРУППЫ

Элементы второй группы имеют на внешней электронной оболочке два неспаренных электрона, поэтому они двухвалентны.

Преобладающее практическое значение имеют органические соединения двух металлов второй группы: магния и ртути.

Металл может быть связан с одним органическим остатком (алкилом или арилом), например R
-
Me
-
Hal
: , бромид метилмагния, или с двумя органическими остатками (алкилами или арилами), например R
-
Me
-
R
’
: , диэтилртуть.

2.1
Органические соединения магния

Магнийорганические соединения были широко введены в практику органического синтеза В. Гриньяром (1900 г.) и нашли большое применение в органической химии. Образование натнийорганинческих соединений наблюдал за год до этого учитель В. Гриньяра — Ф. Барбье.

Получены магнийорганические соединения почти всех классов органических веществ. Синтезы при участии магнийорганических соединений являются одним из важных препаративных методов в органической химии; описано свыше 20 тысяч синтезов при помощи магнийорганических соединений.

Способы получения.

1. В среде эфира. Магнийорганические соединения образуются обычно при взаимодействии галогеноалкилов (арилов) с металлическим магнием в среде сухого эфира. Реакция идет при отсутствии влаги. В некоторых случаях реакцию инициируют, добавляя каталитические количества йода или дибромэтана.

2. Безэфирный метод синтеза. Главным препятствием к использованию магнийорганнческих соединений в промышленном органическом синтезе является применение огнеопасного этилового эфира в качестве растворителя. Поэтому были разработаны безэфирные методы синтеза магнийорганических соединений.

Образование магнийорганических соединений из галогеноалкилов и магния катализируется галоидными солями или кислородными соединениями различных

металлов (Hg
,
Al
,
Sn
) и неметаллов (Si
,
Sb
,
P
) или их алкильными производными. Например, образование магнийорганического соединения в среде ароматических углеводородов (бензола, толуола) инициируется каталитическим количеством тетраэтоксисилана:

Полученное магнийорганическое соединение далее может быть использовано для синтеза кремнийорганических соединений:

3. Синтез винильных магнийорганических соединений в тетрагидрофуране. Долгое время были безуспешными попытки синтеза магнийорганических соединений с винильными радикалами из галогенвинилов и магния. Причиной этих неудач была незначительная подвижность галогенов при двойной связи. Однако применение в качестве реакционной среды тетрагидрофурана, а также тетрагидропирана, этиловых и дибутиловых эфиров этиленгликоля позволило осуществить эту реакцию (Г. Норман, 1954 г.):

Реакционная способность винильных магнийорганических производных так же высока, как алкильных магниевых соединений, они широко используются в реакциях введения винильного остатки в органические соединения (реакция винилирования).

Строение магнийорганических соединений

может быть выражено простой формулой R
—
Mg
—
Hal
, пригодной для оценки стехиометрии реакции. Однако в действительности магнийорганические соединения имеют более сложное строение, определяемое многими фактами (природой органического радикала, галогена и растворителя).

Мономерные формы (R
—
Mg
—
Hal
) преобладают при низких концентрациях, в нуклеофильных растворителях и для бромидов и иодидов. Равновесие смещается к димерным () и полимерным формам при увеличении концентрации магнийорганического соединения и для хлоридов. Мономерные магнийорганические соединения могут содержать равновесную смесь: алкилмагнийгалогениды (), диалкилмагниевые соединения (), ионные магнийорганические соединения (,,). Несмотря на их небольшую концентрацию, они играют существенную роль в реакциях:

Магнийорганические соединения сольватируются растворителями (например, этиловым эфиром), образуя кристаллические комплексы, в которых установлено взаимодействие между атомами магния и кислорода.

Химические свойства.

Магнийорганические соединения не выделяются в свободном виде, обладают высокой реакционной способностью и непосредственно вводятся в дальнейшие реакции. Они вступают в реакции обмена, остаток Mg
—
Hal
замешается водородом, алкильными радикалами, различными металлами и неметаллами. Однако наиболее характерной является реакция присоединения магнийорганических соединений к двойным поляризованным связям. Как раз эти реакции определили выдающуюся роль магнийорганических соединений в органическом синтезе. Основное значение этих реакций заключается в образовании новых углерод-углеродных связей.

Взаимодействие с соединениями, содержащими подвижный атом водорода.
Вода, спирты, кислоты разлагают магнийорганические соединения с образованием углеводородов:

Исходя из этой реакции, Л. А. Чугаевым и Ф. В. Церевитиновым был разработан классический количественный газометрический метод определения подвижного водорода в органических соединениях (метод Чугаева—Церевитинова).

Магнийорганические соединения металлируют ацетилен и образуют дибромдимагнийацетилен (Ж. Иоцич):

Окисление
магнийорганических соединений до спиртов:

Взаимодействие магнийорганических соединений с альдегидами, кетонами и сложными эфирами
завершается синтезом первичных, вторичных и третичных спиртов.

Такой тип превращений магнийорганических соединений имеет наибольшее синтетическое значение преимущественно для получения третичных спиртов. В этом случае магний присоединяется к более электроотрицательному атому кислорода -группы, и образовавшиеся алкоголяты гидролизуются водой:

, где:

С помощью магнийорганических соединений можно получать также альдегиды, кетоны, кислоты. Магнийорганические соединения используются для синтеза элементоорганических соединений фосфора, кремния, ртути, бора, германия, олова.

2.2
Органические соединения цинка

Органические соединения цинка сыграли важную роль в создании экспериментальных основ теории химического строения А. М. Бутлерова и разработке классических металлоорганических методом синтеза спиртов и оксикарбоновых кислот.

Способы получения.

1.
Взаимодействие галогеноалкилов с металлическим цинком или его сплавами с медью:

Однозамещенные галогеноорганические соединения цинка получаются действием на галогеноалкилы избытком цинка:

2.
Из органических соединений ртути:

При помощи цинкорганических соединений были синтезированы следующие группы органических веществ:

1)
Первичные спирты — из муравьиного альдегида:

2)
Вторичные спирты: а)
из альдегидов (Е. Е. Вагнер, 1895 г):

б)
из муравьиноэтилового эфира (А. Н. Зайцев):

3)
Третичные спирты: а)
из кетонов (А. Н. Зайцев, 1895 г.)

б)
из хлорангидридов кислот (А. М. Бутлеров, 1864 г.).

Знаменитый бутлеровский синтез триметилкарбинола (трет-
бутилового спирта) подтвердил факт изомерии в ряду спиртов: триметилкарбинол оказался изомерен ранее известному н
-бутиловому спирту.

4)
Оксикислоты получают взаимодействием альдегидов или кетонов с галогенозамещенными сложных эфиров и металлическим цинком (С. Н. Реформатский, 1890 г.):

Этиловый эфир
оксивалериановой кислоты
оксивалериановая кислота

2.3
Органические соединения ртути

Ртутьорганические соединения нашли практическое применение в борьбе с вредителями сельского хозяйства — инсектициды и фунгициды (от лат. fungis — гриб).

Способы получения.

1.
Металлирование. Эта реакция для ртутьорганических соединений носит название «меркурирование», она является важным методом синтеза органических соединении ртути, особенно ароматического ряда. Для введения ртути используют чаще всего ацетат ртути и окись ртути. Из алифатических соединений меркурируются лишь содержащие подвижный атом водорода, например малоновый, цианоуксусный, ацетоуксусный и нитроуксусный эфиры:

Ароматические углеводороды (бензол) меркурируются струдом.

Значительно легче происходит взаимодействие с ароматическими оксисоединениями и ароматическими аминами.

2. Действие амальгамы натрия на галогеноалкилы приводит к полнозамещенным ртутьорганическим соединениям. Этот давно известный метод (К. Франкланд, 1859 г.) применим для получения ртутьорганических соединений в больших количествах. Обычно применяют иодиды и бромиды алкилов и избыток амальгамы натрия:

3. Взаимодействие магнийорганических соединений с галоидными соединениями ртути (наиболее употребительна сулема) даем возможность синтезировать как ртутьорганические соединения типа R—Hg—С1, так и полнозамещенные органические соединения ртути. Для получения полнозамещенных ртутьорганических соединений требуется избыток магнийорганического соединения и длительное нагревание:

,

Хлорид этилртути (этилмеркурхлорид) — важный фунгицид, при­меняется под названием «гранозан» в качестве протравителя семян, предохраняющего их от действия плесеней.

4. Диазометод синтеза ароматических соединений ртути.

5. Присоединение органических соединений ртути к непредельным углеводородам (этиленового и ацетиленового рядов) дает возможность получать ртутьорганические соединения:

а)
Взаимодействие этилена снитратом ртути в щелочной среде и последующая обработка раствора хлоридом калия приводит к хлориду этанолртути:

б)
Присоединение ацетата ртути к виниловым эфирам завершается образованием хлорида ацетальдегидртути:

в)
Ацетилен присоединяет сулему с образованием цис-
или транс-
изомеров хлорида хлорвинилртути.

транс-
Изомерполучается при взаимодействии реагентов на холоде; их реакция в парах приводит к цис
-изомеру:

транс-Изомер
под влиянием ультрафиолетовых лучей или при нагревании в присутствии перекисей превращается в цис
-изомер.

Химические свойства.

Органические соединения ртути, в которых связь С—Hg является ковалентной, в отличие от соединений металлов первой группы химически весьма устойчивы: они не разлагаются водой и не окисляются кислородом воздуха. Минеральные кислоты и галогены разлагают полнозамещенные соединения ртути и ртутьорганические соли:

Свободные металлы (Li, Na, A1) или галогениды металлов расщепляют органические соединения ртути и образуют соответствующие металлоорганические соединения.

Двойственная реакционная способность ртутьорганических со
единений.
Хлорид ацетальдегидртути с галогеноарилами (например, трифенилхлорметаном) вступает в обменную реакцию, взаимодействуя за счет обычного разрыва связи ртуть—углерод, и превращается в трифенилметилацетальдегид:

Однако с хлорангидридами карбоновых кислот хлорид ацетальдегидртути совершенно неожиданно образует винилацетат и сулему.

Этой реакцией была показана способность хлорида ацетальдегидртути к двойственному реагированию, которое было объяснено А. Н. Несмеяновым с позиций созданной им концепции перенесения реакционного центра.

В обычных реакциях, сопровождающихся разрывом связи углерод—водород, реакционным центром хлорида ацетальдегидртути является углеродный атом, связанный со ртутью.

Однако под влиянием атакующего реагента, вследствие сопряжения связи С—Hg с двойной связью происходит перераспределение электронной плотности, реакционный центр «переносится» к карбонильному углероду, образуется винилацетат.

3. Органические соединения элементов
III
группы

Алкильные соединения элементов главной подгруппы IIIгруппы ми общую формулу R
3
M
. Эти соединения значительно менее полярны, чем алкильные производные элементов IIгруппы. В своем нормальном ковалентном состоянии с валентностью 3 элементы IIIгруппы — мощные акцепторы электронов благодаря существованию в их валентной оболочке незаполненной орбитали. Алкильные группы, связанные с элементом III группы, наиболее подвижны по сравнению с теми же группами в других металлоорганических соединениях.

2.4
Соединения бора

Бортриалкилы обычно получаются реакцией бортрифторида с реактивами Гриньяра:

,

или присоединением бороводородов по кратным связям:

Бортриалкилы — бесцветные жидкости с запахом лука и редьки. Их синтез ведут в атмосфере азота, так как на воздухе они легко окисляются. При энергичном окислении бортриалкилы воспламеняются и горят зеленым пламенем. При регулируемом окислении кислородом воздуха они образуют алкилборные эфиры R
2
B
—
OR
и RB
(
OR
)2
.

С водой бортриалкилы реагируют очень медленно. При гидролизе алкилборных эфиров холодной водой или разбавленными кислотами получаются алкилборные кислоты.

Эфиры алкилборных кислот получаются также при реакции цинкалкилов или реагентов Гриньяра с триэтилборным эфиром.

При взаимодействии диборана с аммиаком образуется бензоподобное вещество — боразол — бесцветная жидкость с т. кип. 55 0
С
.

При взаимодействии бороводорода с ацетиленом образуется твердый карборан, молекула которого состоит из 10 атомов бора и двух атомов углерода (правильный двадцатигранник). Карборан отличается термической (до 600 0
С) и химической (не реагирует с кислотами и окислителями) стойкостью.

2.5
Соединения алюминия

Алюминийалкилы более активно реагируют с водой, кислородом и т. д., чем органические соединения других элементов третьей группы. Химические свойства алюминийалкилов сходны с химическими свойствами соединений II группы. Алкилзамещенные гидроксида алюминия не существуют.

Триалкильные производные алюминия могут быть получены различными способами:

1)
обработкой алюминий-магниевого сплава алкилгалогенидами:

2)
непосредственным взаимодействием алюминия с водородом и

олефином (К. Циглер):

.

Алюминийалкилы – вязкие бесцветные жидкости; низшие члены гомологического ряда ассоциированы (димеры).

Алюминийалкилы быстро окисляются на воздухе, бурно реагируют с водой, часто с воспламенением, многие из них самопроизвольно загораются.

Наиболее новое и важное применение алюминийтриалкилов – использование их в качестве катализаторов при полимеризации олефинов.

Триэтилалюминий
реагирует с этиленом при 100-1200
С
с образованием смеси различных соединений алюминия, дающих при гидролизе смесь н-углеводородов с четным числом атомов углерода в молекуле:

Трипропилалюминий
с этиленом дает углеводороды с нечетным числом углеродных атомов.

Этим способом получают полиэтилен с молекулярной массой 5000-3000000. Свойства полиэтилена, полученного при низком давлении, отличаются от свойств полиэтилена, полученного при высоком давлении.

3
Металлоорганические соединения элементов
IV
группы

3.1
Соединения олова

Органические соединения олова отличаются от органических соединений кремния и германия. Связь С—
Sn
более слабая и более полярная, органические группы в таких соединениях легче обмениваются или перегруппировываются. Имеются соединения, в которых металл двухвалентен.

Оловоорганические соединения обычно называют по номенклатуре, применяемой в неорганической химии, например дихлордибутилолово, хлористое трибутилолово.

Низшие члены гомологического ряда тетраалкилзамещенных олова — бесцветные жидкости высокой плотности, сильно преломляющие свет; для (
CH
3
)4
Sn
т. кип. 78 °С
, для (
C
2
H
5
)4
Sn
1810
С
.

Алкильные производные олова не разрушаются водой при температуре до 100 °С
. Галогениды и гидроксиды алкилолова растворимы в воде: галогениды дают проводящие ток растворы, в которых они частично и обратимо гидролизованы.

Сильные основания сначала осаждают оксиды алкилолова, затем растворяют их с образованием натриевых солей. Галогениды растворяются в спиртах без заметного сольволиза, алкоксипроизводные могут быть получены при действии алкоголятов натрия.

Галогены и галогеноводороды легко расщепляют связь С—
Sn
. Соединения олова, особенно содержащие галоген, ядовиты.

В последние годы оловоорганические соединения приобрели важное промышленное значение. Дилаурат дибутилолова
используют в качестве стабилизатора поливинилхлорида, предупреждая окрашивание и обугливание во время формования и при освещении солнечным светом. Соли трибутилолова и органических кислот обладают очень сильными фунгицидными свойствами, такими же, как у ртутьорганических соединений, и используются для защиты бумаги, дерева и других материалов. Небольшие добавки тетрафенилолова
к диэлектрнкам предохраняют их от разрушения при возникновении пробоя, искры или короны.

Способы получения оловоорганических соединений аналогичны способам получения соединений кремния.

3.2
Соединения свинца.

Свинецорганические соединения по сравнению с соединениями кремния, германия и олова нестойки и легко разрушаются при нагревании и на свету. Связь углерод — свинец значительно более легко разрушается кислотами. Даже угольная кислота оказывается достаточно сильной кислотой, чтобы медленно отщеплять органические группы от свинца.

Наиболее важное применение имеет тетраэтилсвинец,
который получают в промышленных масштабах взаимодействием сплава натрия со свинцом и хлористым этилом:

По-видимому, реакция протекает с образованием в качестве промежуточного продукта этилнатрия.

Тетраэтилсвинец (ТЭС) используется в огромных количествах как антидетонатор для моторного топлива (этилированный бензин содержит ТЭС). Исключительно ядовит.

В последние годы свинецорганические соединения стали использовать в качестве инсектицидов и фунгицидов.

6.
Использованная литература:

1. «Органическая химия», В. В. Перекалин, С. А. Зонис; Москва, «Просвещение», 1973 г.