Reakce metateze soli - Salt metathesis reaction
A reakce metathézy soli, někdy nazývané a reakce dvojité náhrady, reakce dvojitého posunutí, je chemický proces zahrnující výměnu vazby mezi dvěma nereagujícími chemické druhy což má za následek vytvoření produktů s podobnými nebo identickými vazbami.[1] Tuto reakci představuje obecné schéma:
- A-B + C-D → A-D + C-B
Vazba mezi reagujícími druhy může být buď iontový nebo kovalentní. Klasicky tyto reakce vedou k vysrážení jednoho produktu.
Ve starší literatuře, termín dvojitý rozklad se často setkáváme. Termín dvojitý rozklad se konkrétněji používá, když se alespoň jedna z látek nerozpouští v solventní, protože ligand nebo iontová výměna probíhá v pevném stavu reaktantu. Například:
- AX (aq) + BY (s) → AY (aq) + BX (s).
Druhy reakcí
Protiplnění
Metathéza solí je běžná technika výměny protiionty. Výběr reaktantů se řídí a graf rozpustnosti nebo mřížová energie. Teorie HSAB lze také použít k předpovědi produktů reakce metateze.
K získání solí, které jsou rozpustné v organických rozpouštědlech, se často používá metathéza solí. Ilustrativní je převod z perrhenát sodný do tetrabutylamonium sůl:[2]
- NaReO4 + N (C.4H9)4Cl → N (C.4H9)4[ReO4] + NaCl
Z vodného roztoku se vysráží tetrabutylamonná sůl. Je rozpustný v dichlormethan.
Metathéza soli může být provedena v nevodném roztoku, což je ilustrováno převodem feroceniumtetrafluorborát na lipofilní sůl obsahující tetrakis (pentafluorfenyl) boritan anion:[3]
- [Fe (C.5H5)2] BF4 + NaB (C.6F5)4 → [Fe (str5H5)2]PŘED NAŠÍM LETOPOČTEM6F5)4 + NaBF4
Když se reakce provádí v dichlormethan, sůl NaBF4 sraženiny a B (C.6F5)4- sůl zůstává v roztoku.
Mezi dvěma mohou nastat reakce metateze anorganické soli když je jeden produkt nerozpustný ve vodě. Například srážky z chlorid stříbrný ze směsi dusičnan stříbrný a kobalt hexammin chlorid dodává dusičnan sůl kobaltového komplexu:
- 3 AgNO
3 + [Co (NH3)6] Cl3 → 3 AgCl + [Co (NH3)6](NE3)3
Reaktanty nemusí být vysoce rozpustné, aby proběhly reakce metathézy. Například thiokyanát barnatý se tvoří, když se vaří kal z thiokyanát měďnatý a hydroxid barnatý ve vodě:
- Ba (OH)
2 + 2CuCNS → Ba (CNS)
2 + 2 CuOH
Alkylace
Kovové komplexy jsou alkylovaný prostřednictvím reakcí metathézy solí. Ilustrativní je methylace z chlorid titanocenový dát Činidlo Petasis:[4]
- (C5H5)2TiCl2 + 2 ClMgCH3 → (C.5H5)2Ti (CH3)2 + 2 MgCl2
Solný produkt se typicky vysráží z reakčního rozpouštědla.
A neutralizace reakce je typ reakce dvojité náhrady. K neutralizační reakci dojde, když kyselina reaguje se stejným množstvím a základna. Tím se obvykle vytvoří roztok soli a voda. Například, kyselina chlorovodíková reaguje s hydroxid sodný k výrobě chlorid sodný a voda:
- HCl + NaOH → NaCl + H
2Ó
Reakce mezi kyselinou a uhličitanem nebo hydrogenuhličitanem se vždy získá kyselina uhličitá jako produkt, který se spontánně rozloží oxid uhličitý a voda. Uvolňování plynného oxidu uhličitého z reakční směsi vede reakci k dokončení. Například běžná, vědecky férová „sopka“ reakce zahrnuje reakci octová kyselina s hydrogenuhličitan sodný:
- CH
3COOH + NaHCO
3 → CH
3COONa + CO
2 + H
2Ó
Metathesní reakce bez soli
Na rozdíl od reakcí metathézy solí, které těží ze srážení pevných solí, jsou reakce bez použití solí bez soli, které těží z tvorby silylhalogenidů, které mají vysoké energie vazby Si-halogenidů. Metathesní reakce bez solí probíhají homogenně.[5]
Viz také
Reference
- ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “metateze ". doi:10.1351 / zlatá kniha.M03878.
- ^ J. R. Dilworth, W. Hussain, A. J. Hutson, C. J. Jones, F. S. Mcquillan „Tetrahalo Oxorhenate Anions“ Anorganic Syntheses 1997, svazek 31, strany 257–262. doi:10.1002 / 9780470132623.ch42
- ^ J. Le Bras, H. Jiao, W. E. Meyer, F. Hampel a J. A. Gladysz, „Synthesis, Crystal Structure, and Reactions of the 17-Valence-Electron Rhenium Methyl Complex [(η5-C5Mě5) Re (NO) (P (4-C.)6H4CH3)3) (CH3)]+B (3,5-C6H3(CF3)2)4−: Experimentální a výpočetní srovnání vazeb s 18-elektronovými methylovými a methylidenovými komplexy ", J. Organomet. Chem. 2000, svazek 616, 54-66. doi:10.1016 / S0022-328X (00) 00531-3
- ^ Payack, J. F .; Hughes, D.L .; Cai, D .; Cottrell, I.F .; Verhoeven, T. R. (2002). "Dimethyltitanocen". Organické syntézy. 79: 19.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Mashima, Kazushi (2020). „Redox-aktivní α-diiminové komplexy kovů s časným přechodem: od vazby ke katalýze“. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 93 (6): 799–820. doi:10.1246 / bcsj.20200056.