1. Активные металлоорганические соединения

I , II и III групп

Алкильные и арильные соединения щелочных и щелочноземельных металлов, Be, Mg, Zn, Cd и Al разлагаются кислотами, водой и спиртами с выделением углеводорода, окисляются молекулярным кислородом, реагируют с оксосоединениями и вступают во множество реакций с другими кислородными, сернистыми и азотистыми функциональными группами, при которых разрывается связь металла с углеродом. Соединения этих металлов отличаются от алкильных и арильных соединений переходных металлов. Металлоорганические соединения щелочных металлов (кроме литийорганических) построены ионно . На самом деле - эти соединения имеют ковалентную связь между атомом углерода и металла, но эта связь настолько сильно поляризована, что реакции протекают как у ионных соединений.

ПЕРВАЯ ГРУППА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ

Металлоорганические соединения щелочных металлов

1. Галоидные алкилы и галоидные арилы реагируют со щелочными металлами в инертных растворителях (гексан, октан, иногда бензол). При этом образуются алкильные или арильные производные щелочных металлов. Однако уже для натрия дело осложняется реакцией Вюрца, идущей по схеме через первую стадию и далее по реакции (2); для калия же реакцию редко удается задержать на стадии (1).

Полученные так соединения RNa можно использовать для многих (хотя далеко не для всех) типов реакций, подобных реакциям реактивов Гриньяра.

Алкил- и акрилнатрий и соответствующие соединения калия твердые, ионнопостроенные вещества, ни в чем не растворимые. Бензилнатрий и трифенилметилнатрий растворимы в эфире, окрашены в вишнево-красный цвет, растворы их электропроводны. Метиллитий, этиллитий и ариллитий- твердые вещества, другие алкиллитии- жидкости. Все они хорошо растворимы в воде. Соединения калия, рубидия, цезия изучены меньше. Все алкильные и арильные соединения щелочных металлов самовоспламеняются на воздухе, бурно реагируют со спиртами, водой и кислотами.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

1. Синтез из галоидпроизводных:

CH₃Cl +2Na → CH₃Na + NaCl

2. Действие металла на ртутноорганические соединения:

(СH₃)₂ Hg +2Na → 2CH₃Na + Hg

3. Действие литий алкилов на арил- или алкилгалогениды:

CH₃Cl + C₂H₅Li → CH₃Li + C₂H₅Cl

4. Прямое металлирование (замена водорода на металл)- это реакция происходит при действии алкильных производных щелочных металлов на ароматические углеводороды и вообще на вещества с подвижным водородом (реакция Шарыгина). Эта реакция протекает так, что металл вступает на место более протонизируемого водорода (тот, который слабее держится)

Металлирование углеводородов можно производить, даже не применяя металлорганического соединения, а действуя раствором щелочного металла в жидком аммиаке или амидом натрия

5. При нагревании натрий расщепляет ароматические простые эфиры. Особенно легко рвется связь в бензиловых эфирах:

C₆H₅OC₆H₅ + 2Na → C₆H₅Na + C₆H₅ONa

Наконец, есть еще два важных пути образования металлорганических соединений щелочных металлов специфической структуры.

6. Присоединение металла к углеводородам с сопряженными π-связями, В ТОМ ЧИСЛЕ И К АРОМАТИЧЕСКИМ. Оно начинается с того, что углеводород принимает электрон щелочного металла- при этом образуется ионная пара

Чисто алифатические 1,3-диеновые системы при действии щелочных металлов полимеризуются.

7. Присоединение металлоорганических соединений щелочных металлов по сопряженным двойным связям

В этом случае металлоорганический продукт первичного присоединения далее способен присоединяться к другой молекуле диена и т.д., так что происходит полимеризация

Реакции литийорганических соединений и области их применения в синтезах очень похожи на реакции магнийорганических соединений (рассмотрим позже). Тоже можно сказать и о натрийорганических соединениях. Однако натрийорганические соединения имеют ряд неудобств. Они нерастворимы в простых растворителях (так как образуют ионные пары), реагируют энергичнее, и часто при их применении преобладают побочные , а не целевые продукты реакции. Еще в большей степени это относится к калийорганическим соединениям.

Литий и натрийорганические соединения находят широкое практические применение. В органических синтезах они могут заменять реактивы Гриньяра, а при получении высокомолекулярных соединений используются в качестве катализатора.

С помощью органических соединений щелочных металлов можно получать другие элементоорганические соединения:

Органические соединения щелочных металлов очень реакционноспособны. Высокая активность этих соединений делает их удобными полупродуктами в органических синтезах.

Эти соединения имеют солеобразный характер. С водой, спиртами и аммиаком реагируют со взрывом: