Language
Country/Area
No result found
Cấu trúc ẩn của cacboxylat kim loại: Tại sao chúng lại quan trọng trong hóa học?
Các hợp chất cacboxylat kim loại là các hợp chất phối hợp liên kết với các phối tử cacboxylat (RCO2−). Cùng với sự đa dạng của axit cacboxylic, các loại cacboxylat kim loại cũng khá phong phú. Nhiều loại cacboxylat kim loại có giá trị thương mại và cũng thu hút được sự chú ý đáng kể trong giới học thuật. Carboxylate thể hiện nhiều chế độ phối hợp khác nhau, phổ biến nhất trong số đó bao gồm κ1- (O-monodentate), κ2 (O,O-bidentate) và phối hợp bắc cầu.
Acetat và các monocarboxylat liên quan
Cấu trúc và liên kết
Các cacboxylat kim loại được phối hợp với kim loại thông qua một hoặc hai nguyên tử oxy và các ký hiệu tương ứng là κ1- và κ2-. Về mặt đếm electron, κ1-carboxylate hoạt động như phối tử loại "X", tương tự như pseudohalogen. κ2-Carboxylate là phối tử “L-X”, tương tự như sự kết hợp của bazơ Lewis (L) và pseudohalogen (X). Trong thuyết axit-bazơ cứng và mềm, cacboxylat được phân loại là phối tử cứng.
"Sự đa dạng về cấu trúc của axetat kim loại khiến chúng trở thành chủ đề nghiên cứu nóng hổi."
Cấu trúc chọn lọc của axetat
Trong số các cacboxylat đơn giản, hợp chất axetat là một ví dụ cụ thể. Hầu hết các axetat kim loại chuyển tiếp đều là hợp chất phối tử hỗn hợp. Một ví dụ phổ biến là hợp chất của nitơ ngậm nước và axetat, Ni(O2CCH3)2(H2O)4, trong đó có liên kết hydro nội phân tử giữa oxy không phối hợp và các proton của phối tử ngậm nước. Các hợp chất đơn giản như vậy thường là hợp chất đa kim loại, với các axetat kim loại cơ bản có công thức [M3O(OAc)6(H2O)3]n+.
Các phức hợp đồng tọa độ
Các hợp chất cacboxylate hosokinetic thường là các polyme phối hợp, nhưng cũng có một số trường hợp ngoại lệ. Bạc axetat Ag2(OAc)2 là một ví dụ về monocarboxylate phân tử. Các diacetate phân tử phổ biến hơn và một số diacetate có cấu trúc hình đèn lồng Trung Quốc. Các ví dụ được nghiên cứu kỹ lưỡng bao gồm tetraacetate dimetal (M2(OAc)4), chẳng hạn như vanadi(II) acetate, đồng(II) acetate, molypden(II) acetate và crom(II) acetate. Muối axit. Bạch kim diacetate và paladi diacetate cho thấy cấu trúc bên trong của Pt4 và Pd3, minh họa thêm xu hướng các phối tử axetat ổn định cấu trúc đa kim loại.
Tổng hợp
Có nhiều phương pháp để tổng hợp cacboxylat kim loại. Bắt đầu từ axit cacboxylic được hình thành đầu tiên, các con đường sau đây đã được chứng minh là khả thi: phản ứng axit-bazơ, phân ly proton, cộng oxy hóa, v.v. Bắt đầu từ cacboxylate được hình thành đầu tiên, các phản ứng trao đổi muối cũng phổ biến. Một con đường tổng hợp khác để tạo ra cacboxylat kim loại là thông qua quá trình cacbon hóa các alkyl kim loại có tính kiềm cao.
Phản ứng
Phản ứng phổ biến của cacboxylat kim loại là thay thế bằng các phối tử có tính bazơ hơn. Acetate là nhóm rời phổ biến. Chúng đặc biệt nhạy cảm với sự phân ly proton, được sử dụng rộng rãi để đưa các phối tử vào, thay thế axit cacboxylic. Theo cách này, octachlorodimolybdate được hình thành từ dimolybdenum tetraacetate. Người ta cho rằng axetat của kim loại ái nhân đóng vai trò là bazơ trong phản ứng khử proton kim loại hóa đồng thời. Tuy nhiên, đối với một số carpolate kim loại, đặc biệt là đối với các kim loại ưa điện tử, các dẫn xuất oxit thường được tạo ra.
"Các cacboxylat kim loại thường đóng nhiều vai trò trong các phản ứng hóa học và tính chất đa chức năng của chúng làm cho chúng trở thành thuốc thử hóa học có giá trị."
Các cacboxylat khác
Nhiều cacboxylat tạo thành hợp chất với kim loại chuyển tiếp, và alkyl và cacboxylat thơm đơn giản có tính chất tương tự như axetat. TFA khác biệt ở các phức hợp đơn nhân vì nó thường là đơn răng.
Ứng dụng
Naphthoat kim loại và etylhexanoat
Axit naphthoic là hỗn hợp các axit cacboxylic mạch dài và vòng được chiết xuất từ dầu mỏ có thể tạo thành hợp chất kỵ nước với các kim loại chuyển tiếp. Các naphtoat kim loại này được sử dụng rộng rãi trong chất tẩy rửa tổng hợp, chất bôi trơn, chất ức chế ăn mòn, v.v. Các naphtoat được sử dụng trong công nghiệp bao gồm các dẫn xuất của nhôm, canxi, coban và đồng.
Aminopolycarboxylate
Các cacboxylat kim loại có nguồn gốc từ aminopolycarboxylat là một loạt quan trọng về mặt thương mại, chẳng hạn như EDTA4-. Các chất tạo phức tổng hợp này cũng liên kết với các axit amin, tạo thành cơ sở cho các phức hợp axit amin lớn hơn.
Khung kim loại hữu cơ (MOF)
Khung kim loại-hữu cơ là các polyme phối hợp ba chiều xốp bao gồm các cụm cacboxylat kim loại, thường liên kết với các chuỗi liên hợp của axit phthalic và trimellitic.
Thuốc thử tổng hợp hữu cơ
Người ta nói rằng "Coban cacboxylat là một trong những chất xúc tác đồng nhất được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp" vì chúng được dùng để oxy hóa p-xylene từ axit terephthalic. Palladium(II) acetate được coi là hợp chất kim loại chuyển tiếp được sử dụng rộng rãi nhất trong tổng hợp hữu cơ có trung gian là kim loại.
Cấu trúc và ứng dụng của cacboxylat kim loại có vô vàn khả năng. Việc khám phá sâu hơn về các tính chất của chúng có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những tiến bộ khoa học và công nghệ trong tương lai. Cấu trúc bí mật của các loại cacboxylat kim loại này ẩn chứa bao nhiêu bí ẩn chưa được biết đến?
