Кіріспе

Органометалл қосылыстарының класы. Ауыспалы металл карбен кешені – карбен деп те аталатын дивалентті көміртек лиганды бар органометалл қосылысы. Карбен кешендері көптеген ауыспалы металдар мен f-блогы металдарынан, нуклеофильдік қосылу және альфа-сутектік бөліну сияқты әртүрлі синтетикалық жолдар арқылы синтезделген.

Жіктеу

Металл карбен кешендері көбінесе екі түрге жіктеледі. Эрнст Отто Фишердің есімімен аталған Фишер карбендері металда күшті π акцепторларға ие және карбен көміртек атомында электрофильді болып табылады. Ричард Р. Шроктың есімімен аталған Шрок карбендері, көбірек нуклеофильді карбен көміртек орталықтарымен сипатталады; бұл түрлер әдетте жоғары тотығу күйіндегі (валенттілік) металдарды қамтиды. N-гетероциклді карбендер (NHC) 1991 жылы Ардуенго тұрақты еркін карбенді бөліп алғаннан кейін кеңінен танымал болды. Саланың дамуын ескере отырып, карбен кешендері қазір әртүрлі реакциялық қабілеттерімен және әртүрлі топтарымен кең ауқымда белгілі. Көбінесе карбен кешенін тек электрофильділігі немесе нуклеофильділігі бойынша жіктеу мүмкін емес.

Металл карбендердің қолданылуы

Металл карбен кешендері гетерогенді және гомогенді катализde, сондай-ақ органикалық реакциялар үшін реагенттер ретінде қолданылады.

Катализа

Металл карбендердің басым қолданылуы жоғарыда аталған қосылыстар кластарының ешқайсысына қатысты емес, алкендерді жоғары алкендерге синтездеу үшін алкен метатезіне қолданылатын гетерогенді катализаторларды қамтиды. Бутендер, пропилен және этилен сияқты жеңіл алкендерді бір-біріне айналдыру үшін түрлі байланысты реакциялар пайдаланылады. Карбен кешендері көмірсутектерге дейінгі Фишер-Тропш процесінде аралық заттар ретінде қолданылады.

Вулф-Дотц реакциясы

Фишер карбендері алкиндермен бірге Вульф-Дётц реакциясы үшін бастапқы реагенттер ретінде қолданылады, нәтижесінде фенолдар пайда болады.

Тарих

Алғашқы металл карбен кешені ретінде 1925 жылдың өзінде синтезделген, бірақ ешқашан карбен кешені екені анықталмаған Чугаевтың қызыл тұзы хабарланды. 1968 жылы Ханс Вернер Ванцлик пен Карл Офеле металл байланысы бар N гетероциклді карбендерді жеке-жеке жариялады. 1974 жылы Ричард Р. Шроктың ((CH3)3CCH2)Ta=CHC(CH3)3 синтезі мен сипаттамасы бірінші металл алкилиден кешенін таңбалады. 1991 жылы Энтони Дж. Ардуенго тұрақты карбенді – үлкен адамантан алкил топтары бар NHC-ті синтездеп, кристалдастырды, бұл N гетерокарбен лигандтары саласын қазіргі қолданыс деңгейіне дейін дамытты.