Reacción de metátese
En química, unha reacción de mtátese ou, simplemente, metátese (do grego μετάθεσις, 'transposición'), ás veces máis especificamente reacción de metátese de sales, tamén chamada reacción de dobre desprazamento, é unha reacción química na que se produce o intercambio de enlaces entre dúas especies químicas que reacconan, que ten como resultado a formación de produtos con afiliacións de enlace similares ou idénticas.[1] Esta reacción represéntase polo esquema xeral seguinte:
- A-B + C-D → A-D + C-B
O enlace entre as especies reaccionantes pode ser iónico ou covalente. Clasicamente, estas reaccións orixinan a precipitación dun produto.
Na literatura vella pode encontrarse que se lles aplica o termo dobre descomposición, que se usa máis especificamente cando polo menos unha das substancias non se disolve no solvente, xa que o ligando ou intercambio de ións ten lugar no estado sólido do reactivo, por exemplo:
- AX(aq) + BY(s) → AY(aq) + BX(s).
Tipos de reaccións
[editar | editar a fonte]Intercambio contraiónico
[editar | editar a fonte]A metátese de sales é unha técnica común para intercambiar contraións. Empezando cunha solución acuosa de ións inorgánicos, pódese usar a reacción de metátese de sales para illar sales que son solubles en solventes orgánicos. É ilustrativa a conversión de perrenato de sodio ao sal de tetrabutilamonio:[2]
- NaReO4 + N(C4H9)4Cl → N(C4H9)4[ReO4] + NaCl
O sal de tetrabutilamonio precipita da solución acuosa. A diferenza do perrenato de sodio, este sal é soluble en cloroformo.
Un exemplo é o intercambio dun contraión en tetrafluoroborato de ferrocenio a un sal de borato máis lipófilo, que é soluble en solventes aromáticos:[3]
- [Fe(C5H5)2]BF4 + NaB(C6F5)4 → [Fe(C5H5)2]B(C6F5)4 + NaBF4
Cando a reacción se realiza en solventes non polares como o diclorometano, o sal NaBF4 precipita, o que axuda a impulsar esta reacción.
Alquilación
[editar | editar a fonte]Os complexos metálicos son alquilados por medio de reaccións de metátese. É ilustrativa a metilación do titanoceno dicloruro:[4]
- (C5H5)2TiCl2 + 2 ClMgCH3 → (C5H5)2Ti(CH3)2 + 2 MgCl2
O sal producido tipicamente precipita do solvente de reacción.
Neutralización
[editar | editar a fonte]Unha reacción de neutralización é un tipo específico de reacción de dobre desprazamento. Unha reacción de neutralización ocorre cando un ácido reacciona cunha cantidade igual dunha base. Isto xeralmente crea unha solución dun sal en auga. Por exemplo, o ácido clorhídrico reacciona con hidróxido de sodio para producir cloruro de sodio e auga:
- HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H
2O (l)
Metátese acuosa (precipitación)
[editar | editar a fonte]As reaccións de metátese poden ocorrer entre dous sales inorgánicos cando un produto é insoluble en auga, impulsando a reacción cara a adiante. Por exemplo, a precipitación do cloruro de prata a partir dunha mestura de nitrato de prata e cloruro de sodio causa que o nitrato de sodio quede en solución:
- AgNO
3 (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO
3 (aq)
A formación dun gas insoluble que forma burbullas na solución, ou un composto molecular como a auga, tamén impulsa que a reacción se complete. Por tanto, pode utilizarse unha carta de solubilidades (ou o coñecemento xeral sobre as regras da solubilidade) para predicir se reaccionarán dúas solucións acuosas. A teoría HSAB pode tamén utilizarse para predicir os produtos dunha reacción de matátese.
Metátese acuosa (dobre descomposición)
[editar | editar a fonte]Os reactivos non necesitan estar disoltos para que teña lugar unha reacción de metátese. Un exemplo é a formación de tiocianato de bario cando se ferve unha mestura de tiocianato de cobre(I) e hidróxido de bario en auga:
- Ba(OH)
2 (s) + 2CuCNS (s) → Ba(CNS)
2 (aq) + 2CuOH (s)
Ácidos e carbonatos
[editar | editar a fonte]Unha subcategoría de reaccións de metátese acuosa é aquela na que hai unha reacción entre un ácido e un carbonato ou bicarbonato. Tal reacción sempre rende ácido carbónico como produto, que se descompón espontaneamente a dióxido de carbono e auga. A liberación do gas dióxido de carbono a partir da mestura de reacción impulsa a reacción ata que se completa. Por exemplo, unha reacción común de experimento escolar para recrear a "erupción dun volcán" consiste en facer reaccionar ácido acético con bicarbonato de sodio:
- CH
3COOH (aq) + NaHCO
3 (s) → CH
3COONa (aq) + CO
2 (g) + H
2O (l)
Outras reaccións de metátese en química orgánica
[editar | editar a fonte]Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ "metathesis". Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book") (2ª ed.). IUPAC. (2006–) [1997]..
- ↑ J. R. Dilworth, W. Hussain, A. J. Hutson, C. J. Jones, F. S. Mcquillan "Tetrahalo Oxorhenate Anions" Inorganic Syntheses 1997, volume 31, pages 257–262. doi 10.1002/9780470132623.ch42
- ↑ J. Le Bras, H. Jiao, W. E. Meyer, F. Hampel and J. A. Gladysz, "Synthesis, Crystal Structure, and Reactions of the 17-Valence-Electron Rhenium Methyl Complex [(η5-C5Me5)Re(NO)(P(4-C6H4CH3)3)(CH3)]+B(3,5-C6H3(CF3)2)4−: Experimental and Computational Bonding Comparisons with 18-Electron Methyl and Methylidene Complexes", J. Organomet. Chem. 2000 volume 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). "Dimethyltitanocene". Org. Synth. 79: 19. v79p0019.
