Введение
Химическая реакция, в результате которой образуется связь с металлом. Метализация (Альтернативное написание: Металлизация) – это химическая реакция, приводящая к образованию связи с металлом. Обычно эта реакция подразумевает замещение атома галогена в органической молекуле на атом металла, в результате чего образуется органометаллическое соединение. В лабораторной практике метализация часто используется для активации органических молекул при формировании связей C–X (где X обычно представляет собой углерод, кислород или азот), необходимых для синтеза многих органических молекул. В синтезе метализированные реагенты обычно вовлекаются в реакции нуклеофильного замещения, перенос одного электрона (SET) и окислительно-восстановительную химию с функциональными группами других молекул (включая, но не ограничиваясь, кетонами, альдегидами и алкилгалогенидами). Метализированные молекулы также могут участвовать в кислотно-основных реакциях, когда один органометаллический реагент депротонирует органическую молекулу, образуя новый органометаллический реагент. Наиболее распространенными классами метализированных соединений являются органолитиевые реагенты и реагенты Гриньяра. Однако другие органометаллические соединения, такие как органоцинковые соединения, также широко используются как в лабораторных, так и в промышленных целях.
Metalation (Alt. spelling: Metallation) is a chemical reaction that forms a bond to a metal. This reaction usually refers to the replacement of a halogen atom in an organic molecule with a metal atom, resulting in an organometallic compound. In the laboratory, metalation is commonly used to activate organic molecules during the formation of C—X bonds (where X is typically carbon, oxygen, or nitrogen), which are necessary for the synthesis of many organic molecules. In synthesis, metallated reagents are typically involved in nucleophilic substitution, single electron transfer (SET), and redox chemistry with functional groups on other molecules (including but not limited to ketones, aldehydes and alkyl halides). Metallated molecules may also participate in acid base chemistry, with one organometallic reagent deprotonating an organic molecule to create a new organometallic reagent. The most common classes of metallated compounds are organolithium reagents and Grignard reagents. However, other organometallic compounds — such as organozinc compounds — also experience common use in both laboratory and industrial applications.
История
Метализация была впервые наблюдалась в лаборатории Эдвардом Франкландом при синтезе диэтилцинка в 1849 году. Хотя это открытие в конечном итоге привело к разработке органометаллических соединений других металлов, эти соединения мало использовались в лаборатории из-за их высокой стоимости и (в случае органоцинковых соединений) их высокой пирофорности. Реакции металлизации (особенно в форме трансметаллизации) стали получать более широкое распространение в синтетических лабораториях только после того, как Франсуа Огюст Виктор Гриньяр синтезировал органомагниевые галогениды непосредственно из металлического магния и органических галогенидов. Чрезвычайная универсальность этих новых органомагниевых реагентов в органическом синтезе привела к широкому использованию металлизации в лабораторной практике. Реагенты органолития были синтезированы впервые в 1917 году Шленком и Хольцем, однако широкого применения в качестве металлирующих агентов или реагентов в органическом синтезе они не получили до тех пор, пока Карл Циглер, Генри Гилман и Георг Виттиг – среди прочих – не разработали синтетические методы, улучшающие этот первоначальный синтез. После того, как эти усовершенствования синтеза стали известны, интерес к этим соединениям значительно возрос, поскольку они, как правило, более реакционноспособны, чем органомагниевые соединения. Первое использование органолитиевского реагента в качестве реагента для металлизации произошло в 1928 году, когда Шленк и Бергманн провели металлизацию флуорена этиллитием.
Трансметализация
Трансметаллирование включает в себя обмен двумя металлами между органическими молекулами посредством окислительно-восстановительного механизма. Например, трансметаллирование часто приводит к реакции между органолитиевым реагентом и солью металла.