Riek metal
Metal Riekego to wysoce reaktywny proszek metalu powstający w wyniku redukcji soli metalu metalem alkalicznym. Surowce te nazwane zostały na cześć Reubena D. Rieke, który jako pierwszy opisał przepisy na ich przygotowanie. Wśród wielu metali, które zostały wytworzone tą metodą, znajdują się Mg, Ca, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn i In, które z kolei nazywane są Rieke-magnezem, Rieke-wapniem itp.
Metale Rieke są wysoce reaktywne, ponieważ mają dużą powierzchnię i brak tlenków powierzchniowych , które mogą opóźniać reakcję materiałów sypkich. Cząstki są bardzo małe, od 1-2 µm do 0,1 µm lub mniej. Niektóre metale, takie jak nikiel i miedź , dają czarne zawiesiny koloidalne , które nie osiadają nawet po odwirowaniu i nie można ich filtrować. Inne metale, takie jak magnez i kobalt dają większe cząstki, ale okazuje się, że składają się one głównie z produktu ubocznego soli alkalicznej, z metalem rozproszonym w nich w postaci znacznie drobniejszych cząstek lub nawet w postaci fazy amorficznej .
Przygotowanie
Metale Riekego zwykle wytwarza się przez redukcję bezwodnego chlorku metalu metalem alkalicznym w odpowiednim rozpuszczalniku . Na przykład magnez Rieke można przygotować z chlorku magnezu z potasem jako reduktorem:
- MgCl2 + 2 K → Mg + 2 KCl
Rieke pierwotnie opisał trzy ogólne procedury:
- Reakcja ze stopionym sodem lub potasem w rozpuszczalniku, którego temperatura wrzenia jest wyższa niż temperatura topnienia metalu i który może rozpuścić część bezwodnej soli, w obojętnej atmosferze . Sugerowane kombinacje to potas w tetrahydrofuranie (THF), sód w 1,2-dimetoksyetanie i metal z benzenem lub toluenem . Reakcja egzotermiczna trwa kilka godzin i zwykle wymaga ogrzewania pod chłodnicą zwrotną .
- Reakcja z metalem alkalicznym w temperaturach poniżej jego temperatury topnienia, z katalityczną ilością (5-10% molowych) nośnika elektronów , takiego jak naftalen lub bifenyl . Metodę tę można stosować z litem jako środkiem redukującym nawet w temperaturze pokojowej i dlatego jest mniej niebezpieczna niż poprzednia metoda; i często skutkuje bardziej reaktywnymi proszkami.
- Reakcja z wcześniej przygotowanym naftalidem litu lub bifenylkiem litu zamiast litu. Proces ten można prowadzić w jeszcze niższych temperaturach, poniżej temperatury otoczenia. Chociaż jest wolniejszy, stwierdzono, że wytwarza jeszcze mniejsze cząstki.
Chlorek metalu alkalicznego współstrąca się z drobno rozdrobnionym metalem, który można zastosować in situ lub oddzielić przez wypłukanie chlorku metalu alkalicznego odpowiednim rozpuszczalnikiem.
Używa
Cynk Rieke przyciąga największą uwagę ze wszystkich metali Rieke. Zainteresowanie wynika ze zdolności Rieke Zn do przekształcania 2,5-dibromotiofenów w odpowiedni politiofen . Rieke-Zn reaguje również z bromoestrami, dając odczynniki cynkoorganiczne przydatne w reakcji Reformatskiego .
Magnez Rieke reaguje z halogenkami arylu, niektóre nawet w temperaturze -78 ° C, dając odpowiednie odczynniki Grignarda , często ze znaczną selektywnością. Magnez Rieke słynie z umożliwienia tworzenia „niemożliwych odczynników Grignarda”, takich jak te pochodzące z fluorków arylu i 2-chloronorbornanu.
Historia
Zastosowanie metali wysokoreaktywnych w syntezie chemicznej spopularyzowano w latach sześćdziesiątych XX wieku. Jednym z osiągnięć w tym temacie jest zastosowanie syntezy z par metali , jak opisali Skell, Timms, Ozin i inni. Wszystkie te metody opierały się na skomplikowanym oprzyrządowaniu do odparowywania metali, uwalniając atomową formę tych reagentów.
W 1972 roku Reuben D. Rieke, profesor chemii na Uniwersytecie Północnej Karoliny, opublikował metodę, która obecnie nosi jego imię. W przeciwieństwie do poprzednich metod nie wymagała ona specjalnego sprzętu, a głównymi wyzwaniami były jedynie obchodzenie się z odczynnikami i/lub produktami piroforycznymi oraz potrzeba stosowania odczynników bezwodnych i technik pozbawionych powietrza . Zatem jego odkrycie zyskało duże zainteresowanie ze względu na swoją prostotę i reaktywność aktywowanych metali.
Rieke kontynuował tę pracę na Uniwersytecie Nebraska-Lincoln . W oparciu o te materiały on i jego żona Loretta założyli Rieke Metals LLC w 1991 roku.
Bezpieczeństwo
Produkcja i zastosowanie metali Rieke często wiąże się z obróbką materiałów silnie piroforycznych , co wymaga stosowania technik pozbawionych powietrza .
- ^ a b c d e f g Rieke, RD (1989). „Przygotowanie związków metaloorganicznych z wysoce reaktywnych proszków metali”. Nauka . 246 (4935): 1260–1264. Bibcode : 1989Sci...246.1260R . doi : 10.1126/science.246.4935.1260 . PMID 17832221 .
-
; ^ abc Rieke , RD
Bele, SE; Hudnall, premier; Burns, TP; Poindexter, G. S. (1988). „Wysoce reaktywny magnez do wytwarzania odczynników Grignarda: kwas 1-norbornanowy” . Syntezy organiczne .
{{ cite journal }}: CS1 maint: wiele nazw: lista autorów ( link ) ; Tom zbiorowy , tom. 6, s. 845 -
^ ab Rieke
, RD; Wu, T.-C.; Rieke, LI (1998). „Wysoce reaktywny wapń do wytwarzania odczynników organowapniowych: halogenki 1-adamantylowo-wapniowe i ich dodatek do ketonów: 1-(1-adamantylo)cykloheksanol” „. Syntezy organiczne. {{ cite journal }} : CS1 maint :
multiple name :autorzy lista ( link ) ; Tom Zbiorowy , t. 9, s. 9 - ^ Chen, TA; Wu, X.; Rieke, RD (1995). „Regiokontrolowana synteza poli (3-alkilotiofenów) za pośrednictwem cynku Rieke: ich charakterystyka i właściwości w stanie stałym”. Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego . 117 : 233–244. doi : 10.1021/ja00106a027 .
- ^ Rieke, RD; Hanson, MV (1997). „Nowe odczynniki metaloorganiczne wykorzystujące metale wysoce reaktywne”. Czworościan . 53 (6): 1925–1956. doi : 10.1016/S0040-4020(96)01097-6 .
- ^ Lee, J.-S.; Velarde-Ortiz, R.; Guijarro, A.; Wurst, JR; Rieke, RD (2000). „Tworzenie w niskiej temperaturze funkcjonalizowanych odczynników Grignarda w wyniku bezpośredniego utleniającego dodatku aktywnego magnezu do bromków arylu”. Journal of Chemii Organicznej . 65 (17): 5428–5430. doi : 10.1021/jo000413i . PMID 10993378 .
- ^ Reuben D. Rieke, Phillip M. Hudnall (1972). „Aktywowane metale. I. Przygotowanie wysoce reaktywnego metalicznego magnezu”. J. Am. Chem. Soc . 94 (20): 7178–7179. doi : 10.1021/ja00775a066 .
- ^ (2018): „ O nas ”. Strona internetowa Rieke Metals, dostęp: 19.03.2019.
Linki zewnętrzne
- BASF Związki cynkoorganiczne
- Rieke Metals , właściciel marki Rieke