Szepes László ELTE Kémiai Intézet
Félúton a szerves és szervetlen kémia között ALKÍMIA MA c. előadássorozat 2009. április 2.
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Az előadás vázlata
■ Néhány hasznos alapfogalom ■ π-komplexek ■ Zeise-só és a Dewar-Chatt-Duncanson-f. modell ■ Telítetlen szén-szén kötés hidrogénezése; Wilkinson-f. katalizátor ■ Ferrocén, szendvics vegyületek, hajlott szendvics vegyületek, olefinek polimerizációja ■ σ-kötésű vegyületek ■ Frankland: dietil-cink ■ Grignard: alkil/aril-magnézium-halogenidek (anionos alkilezőszerek) ■ Rochow-Müller: metil-klór-szilánok, szilikonok ■ Fischer és Schrock: átmenetifém-karbének ■ Chauvin, Schrock, Grubbs: olefin metatézis ■ Fémorganikus, gőzfázisú rétegleválasztás (MOCVD) ■ Összefoglalás
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Néhány hasznos alapfogalom
Szerves (fémorganikus) vegyületek: közvetlen fém-szén kötést tartalmaznak, ahol a szénatom szerves ion, gyök, vagy molekula része. (Nem tartoznak ide a karbidok és cianidok, de ide soroljuk a karbonilokat is, M-CO) Koordinációs (komplex) vegyületek: molekulák, vagy ionok koordinációs kötéssel kapcsolódnak átmenetifém-atomokhoz, vagy-ionokhoz. Pl.: [Cu(H2O)6]2+, [Fe(CN)6]3-, [Ni(CO)4] Ligandum (L): ion, vagy molekula, amely elektronpár(oka)t ad (donál) a központi fématomnak, vagy –ionnak és ezáltal koordinációs vegyület jön létre. Koordinációs (datív) kötés: a kovalens kötésnek egy különleges esete, amelyben egy ion, vagy molekula szolgáltatja a kötésben résztvevő elektronpár(oka)t (A/ → B). Átmenetifém-karbének: fém-szén kettőskötést tartalmazó átmenetifém vegyületek, LnM$C(X)(Y) Metatézis: gyökcserével járó kémiai reakció
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
W. C. Zeise, 1827, K[Pt(C2H4)Cl3]
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Dewar, Chatt, Duncanson, 1953, DCD modell
Forrás: www.ilpi.hu
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
G. Wilkinson, R. S. Coffey, 1965, alkének hidrogénezése
Forrás: http://upload.wikimedia.org
matterwaves.files.wordpress.com
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
P. Pauson, S. A. Miller, 1951, ferrocén, (C5H5)2Fe (Cp2Fe) – az első „szendvics” vegyület
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Egyéb „szendvics” vegyületek
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Metallocén katalizált alkén polimerizáció
Forrás: C. Elschenbroich: Organometallics, 3rd Edition, WILEY-VCH, 2006
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009 Sir Edward Frankland (1825-1899) „…pioneer and inventor of the term organometallic…”
Forrás: C. Elschenbroich: Organometallics, 3rd Edition, WILEY-VCH, 2006
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Frankland, 1849 3 C2H5I + 3 Zn → (C2H5)2Zn + C2H5ZnI + ZnI2
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
V. Grignard – Nobel díj, 1912
Mg + RX → RMgX
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
SiCl4 + m/2 ZnR2 → RmSiCl4-m + m/2 ZnCl2 SiCl4 + 2 RMgX → R2SiCl2 + 2 MgClX
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
E.G. Rochow és R. Müller, 1943. Metil-klórszilánok közvetlen (direkt) szintézise 2 CH3Cl(g) + Si(s) → (CH3)2SiCl2(l) + (CH3)SiCl3(l) + (CH3)3SiCl(l) +… Katalizátor: Cu Hőmérséklet: 300 oC
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Átmenetifém-karbének LnM$C(X)(Y) R.R. Schrock, 1974
E.O. Fischer, 1964
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között, 2009
Schrock katalizátor
Grubbs katalizátor
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között
Alkén metatézis
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között
Alkén metatézis, Kémiai Nobel díj, 2005 Y. Chauvin, R. R. Schrock és R. H. Grubbs
Forrás: www.organic-chemistry.org
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között
Kémiai gőzfázisú rétegleválasztás
Chemical Vapour Deposition (CVD)
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között
Fémorganikus/szervetlen prekurzorok kutatása az ELTE-n felületi keménybevonatok leválasztása céljából:
[(CH3)3Si]4Si → SiC Zr(Hf)(BH4)4 → ZrB2 (HfB2) (C6H6)2Cr → CrxCy (C5H5)2Zr(Hf)(BH4)4 → Zr(Hf)C
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között
Szerves fémvegyületek - érdekes, nem szokványos szerkezetek és kötések; - kiemelkedő jelentőség és hasznosság a homogén katalízisben, ipari alkalmazások; - nagy mennyiségben gyártott és felhasznált, előnyös tulajdonságú anyagcsaládok (pl. szilikonok); - fontos kiindulási anyagok (prekurzorok) egyéb ipari technológiákban (pl. gépipar, mikroelektronika).
ALKÍMIA MA: Félúton a szerves és szervetlen kémia között