金属羧酸盐复合物是与羧酸根(RCO2−)配体结合的配位复合物。随着羧酸种类的多样性,金属羧酸盐的种类也相当丰富。许多金属羧酸盐在商业上具有实用性,同时也引起了学术界的广泛关注。羧酸盐显示出多样的配位模式,其中最常见的包括κ1-(O-单齿配位)、κ2(O,O-双齿配位)和桥接配位。
金属羧酸盐通过一个或两个氧原子与金属金属配位,对应的记号为κ1-和κ2-。就电子计数而言,κ1-羧酸盐作为「X」型配体,类似于伪卤素。 κ2-羧酸盐则是「L-X」配体,即类似于路易斯碱(L)和伪卤素(X)的结合。在硬软酸碱理论中,羧酸盐被归类为硬配体。
「金属乙酸盐的结构多样性使其成为研究的热点。」
在简单的羧酸盐中,乙酸盐复合物提供了具体的例子。大多数过渡金属乙酸盐是混合配体复合物。一个常见的例子是水合氮与乙酸盐的复合物 Ni(O2CCH3)2(H2O)4,其中存在着未配位氧和水合配体质子的分子内氢键。这类简单化合物通常是多金属的,而基本金属乙酸盐则为 [M3O(OAc)6(H2O)3]n+ 的化学式。
同配位羧酸盐复合物通常是配位聚合物,但也有例外。银乙酸盐 Ag2(OAc)2 是一个分子单羧酸盐的范例。分子二乙酸盐则更加常见,几个二乙酸盐采用了中国灯笼结构。经过良好研究的范例包括二金属四乙酸盐(M2(OAc)4),如钒(II)乙酸盐、铜(II)乙酸盐、钼(II)乙酸盐和铬(II)乙酸盐。铂二乙酸盐和钯二乙酸盐显示出 Pt4 和 Pd3 的内部结构,进一步说明了乙酸盐配体稳定多金属结构的趋势。
许多方法可以合成金属羧酸盐。从先形成的羧酸出发,以下路径已被证明可行:酸碱反应、质子解离、氧化加成等。而从先形成的羧酸盐出发,盐交换反应也较为常见。可用于金属羧酸盐的另外一个合成路径则是通过高碱金属烷基的碳化反应来制备。
金属羧酸盐的一个常见反应是被更具碱配体取代。乙酸盐是常见的离去基团。它们对质子解离特别敏感,这广泛用于引入配体,置换羧酸。通过这种方式,八氯二钼酸盐便由二钼四乙酸盐生成。亲核金属的乙酸盐被认为在协同金属化脱质子反应中起到碱的作用。然而,对于某些金属的卡泊尔酸盐,尤其是对于亲电子金属,经常会生成氧化物衍生物。
「金属羧酸盐在化学反应中往往扮演着多重角色,它们的多功能特性使得其成为有价值的化学试剂。」
许多羧酸盐与过渡金属形成复合物,烷基和简单芳香羧酸盐的行为与乙酸盐相似。三氟乙酸盐在单核复合物中则有所不同,因其通常为单齿型。
萘酸是从石油提取出的长链和环状羧酸的混合物,能与过渡金属形成疏水性复合物。这些金属萘酸盐在合成洗涤剂、润滑剂、腐蚀抑制剂等方面有广泛的应用。工业上有所用途的萘酸盐包括铝、钙、钴和铜等的衍生物。
由氨基多羧酸盐衍生的金属羧酸盐是一个商业上重要的系列,如EDTA4-。这些合成螯合剂也与氨基酸有关,成为更大氨基酸复合物的基础。
金属有机框架是由金属羧酸盐簇组成的多孔三维配位聚合物,这些簇通常与苯二酸和苯三酸的共轭基链相连。
有声明指出「钴羧酸盐是工业上使用最广泛的均相催化剂之一」,因其被用于从对苯二甲酸氧化 p-二甲苯。钯(II)乙酸盐则被认为是金属介导有机合成中最广泛使用的过渡金属复合物。
金属羧酸盐的结构和应用充满了无限的可能性,深入探讨它们的特性或许能让我们理解更多未来的科学技术进展。这些金属羧酸盐的隐秘结构究竟还隐藏着多少我们未知的奥秘呢?