Chimica Metallorganica

Anno accademico 2012/2013

Obiettivi formativi del corso

Conoscenze: fornire agli studenti le consocenze di base relative alla chimica metallorganica, quindi la preparazione, la caratterizzazione e la reattività delle principali classi di composti metallorganici.

Capacità di comprensione: gli studenti vengono stimolati ad utilizzare tutte le conoscenze derivanti dal programma del corso ma anche dai programmi di corsi precedentemente frequentati (Chimica Inorganica e Chimica Organica) per comprendere le proprietà strutturali e di reattività dei composti metallorganici. 

Risultati dell'apprendimento

Conoscenza delle principali classi di composti metallorganici (sintesi, caratterizzazione e reattività). Inoltre, dato un certo composto metallorganico essere in grado di: progettarne la sintesi; scegliere le più opportune tecniche strumentali di indagine per la caratterizzazione di un dato composto metallorganico; prevederne la reattività nei confronti di substrati organici semplici. 

Le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione degli argomenti trattati sono verificati attraverso un esame orale.

Programma

• Richiamo di alcuni concetti di chimica di coordinazione (accettore-donatore, geometrie di coordinazione, teoria del campo cristallino, campo dei leganti, magnetismo dei complessi metallici, effetto ed influenza trans, reattività del legante coordinato).

Concetto di donazione legante-metallo e retrodonazione metallo-legante (leganti sigma-donatori, sigma-donatori/pigreca-accettori, pigreca-donatori/pigreca-accettori). Regola dei 18-elettroni, complessi coordinativamente saturi od insaturi

Composti organometallici di elementi dei blocchi s e p (sintesi, struttura allo stato solido ed in soluzione, reattvità): organolitio, organomagnesiaci (Grignard e composti binari), organoalluminio, organosilicio.

Studio sistematico delle principali classi di leganti metallorganici: idruri, fosfine, alchili ed arili, carbonili, monoolefine, dieni ed allili, alchini, ciclopentadieni, areni, carbeni, isonitrili

Interazioni alfa-agostiche, alfa-eliminazione, beta-eliminazione

Reazioni di sostituzione in complessi ottaedrici e planari quadrati; meccanismo dissociativo, interscambio associativo, interscambio dissociativo, dissociativo

Reazioni di addizione nucleofila ed elettrofila a leganti coordinati (CO, olefine, areni, ciclopentadieni, dieni, allili). Regole di Green-Davies-Mingos

Addizione ossidativa, inserzione migratoria, eliminazione riduttiva (meccanismi di reazione)

Catalisi metallorganica: differenze tra catalisi omogenea ed eterogenea. Ruolo del catalizzatore metallorganico. Efficenza e selettiivtà di un catalizzatore. Idrogenazione omogenea, trasferimento di idrogeno, idroformilazione, metatesi di olefine, reazioni di coupling (Heck, Suzuki, Negishi, Sonogashira)

Testi consigliati e bibliografia

- The Organometallic Chemistry of the Transition Metals Robert H. Crabtree, Wiley

- Organometallics, A Coincise Introduction, Ch. Elschenbroich, A. Salzer, Wiley-VCH

- Inorganic Chemistry, Keith F. Purcell, John C. Kotz, Holt-Saunders International Editions

- Fundamentals of Organometallic Catalysis, Dirk Steinborn, Wiley-VCH