كيمياء الإنديوم العضوي

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 12 صور
الموسوعة الحرة

كيمياء مركبات الإنديوم العضوية هي كيمياء المركبات التي تحتوي على روابط إنديوم-كربون. ويتمثل التطبيق الرئيسي لهذه الكيمياء في تحضير مكونات أشباه الموصلات لتطبيقات الإلكترونيات الدقيقة. كما يحظى هذا المجال باهتمام في مجال التخليق العضوي . وتتميز معظم مركبات الإنديوم العضوية بحالة الأكسدة إنديوم (III)، على غرار نظائرها الأخف وزناً غاليوم (III) وبورون (III). [ 1 ]

ثلاثي ميثيل الإنديوم

الأورجانوإنديوم (I)

يُعدّ الإنديوم أحادي التكافؤ أكثر شيوعاً نسبياً من الغاليوم أحادي التكافؤ أو البورون أحادي التكافؤ. ومن الأمثلة على ذلك مركب سيكلوبنتادينيل إنديوم أحادي التكافؤ .

بنية CpIn، وهو بوليمر (الأحمر = In) [ 2 ]
بنية [InC(tms) 3 ] 4 ، وهو رباعي السطوح In(I) (الرمادي الداكن = In) [ 3 ]

الأورجانوإنديوم (III)

ثلاثي ميثيل الإنديوم مادة صلبة عديمة اللون ومتطايرة. وهو المصدر المفضل للإنديوم في عملية الترسيب الكيميائي للبخار العضوي المعدني ( MOVPE ) لأشباه الموصلات المركبة المحتوية على الإنديوم ، مثل InP وInAs وAlInGaNP، وغيرها. إن InMe3 مادة قابلة للاشتعال التلقائي .

للحصول على مشتقات ثلاثي الألكيل، فإن ألكلة ثلاثي هاليدات الإنديوم باستخدام كواشف الليثيوم العضوية هي الطريقة النموذجية. [ 4 ]

تُحضّر مركبات الإنديوم العضوية الثلاثية أيضًا بمعالجة فلز الإنديوم بهاليدات الألكيل. ينتج عن هذا التفاعل هاليدات إنديوم عضوية مختلطة. ومن الأمثلة على ذلك تفاعل بروميد الأليل مع معلق الإنديوم في رباعي هيدروفيوران. ينتج عن هذا التفاعل كل من ثنائي بروميد أحادي أليل الإنديوم وثنائي بروميد ثنائي أليل الإنديوم. [ 5 ]

يُعتقد أن مجموعة متنوعة من مركبات الإنديوم العضوية (III) مثل InRX 3− ومذيبات RXIn + و R 2 In + و X 2 In + تتحول فيما بينها بسرعة عند درجة حرارة الغرفة. [ 6 ]

تفاعلات الأليلة بوساطة الإنديوم (IMA)

تتم تفاعلات الألكلة بوساطة الإنديوم على مرحلتين: أولاً، يتفاعل الإنديوم مع هاليد الأليل ، مُنتجًا وسيطًا من نوع أليل-إنديوم (III). ثانيًا، يتفاعل هذا الأليل مع مُحِبّ للإلكترونات . يُجرى التفاعل وفقًا لشروط تفاعل باربييه ، حيث يُخلط الإنديوم وهاليد الأليل والمُحِبّ للإلكترونات في وعاء واحد. يُؤَلكِل الإنديوم بسهولة أكبر من المعادن الأخرى، مثل المغنيسيوم والرصاص والبزموت والزنك، ولا يتطلب مُحفِّزًا أو مُذيبًا عضويًا . تتميز تفاعلات الألكلة بوساطة الإنديوم عن تفاعلات تكوين روابط الكربون الأخرى بإمكانية إجرائها في الماء (انظر الكيمياء الخضراء ). [ 7 ] [ 8 ] على الرغم من إمكانية إجراء تفاعلات الألكلة بوساطة الإنديوم في وسط مائي، إلا أنه يُمكن استخدام مجموعة متنوعة من المذيبات الأخرى، بما في ذلك رباعي هيدروفيوران (THF) وثنائي ميثيل فورماميد (DMF ) والسوائل الأيونية في درجة حرارة الغرفة و N-ميثيل فورماميد (NMF ) وغيرها. [ 9 ] [ 10 ] غالبًا ما يؤثر المذيب على الذوبانية، وسرعة التفاعل، والإنتاجية، والاستقرار، والانتقائية الموضعية، والانتقائية الفراغية. يُستخدم الإنديوم كوسيط في تفاعل الأليلة لمجموعة واسعة من الكواشف المحبة للإلكترونات. توضح الأمثلة في المخطط التالي نطاق تطبيقات الإنديوم ميثيل أمين. خطوتان من آلية تفاعل IMA

الانتقائية

لا تتفاعل مركبات الإنديوم العضوية الوسيطة مع مجموعات -OH أو -CO₂H. ومع ذلك، فإن التفاعلات مع مركبات الكربونيل تعطي نواتج عالية. وقد أظهرت الأبحاث أنه في تفاعلات مركب الإنديوم الوسيط مع مركب إلكتروفيلي من الألدهيد والكيتون، يسير التفاعل مع الألدهيد. يظهر المركب الإلكتروفيلي أدناه. [ 11 ]

تعتمد الانتقائية الموضعية لتفاعل الأليلة بوساطة الإنديوم في الماء على التأثيرات الفراغية للمستبدلات على كلٍّ من المركب الوسيط ومجموعة الكربونيل. ويمكن التمييز بين هجوم ألفا من النيوكليوفيل (عند الموضع الحامل للهالوجين) وهجوم غاما (عند الرابطة المزدوجة) بفحص النواتج. يوضح المخطط أدناه مثالًا على ناتجين مختلفين يتكونان من نفس النيوكليوفيل بانتقائية ألفا (α) وانتقائية غاما (γ). ولا يبدو أن هذه الانتقائية الموضعية تعتمد على الاقتران أو درجة الاستبدال. [ 12 ]

يمكن أن تكون إضافة كواشف أليل الإنديوم إلى الألدهيدات المستبدلة عند ذرات الكربون ألفا أو بيتا انتقائية للغاية من حيث التكوين الفراغي في الأنظمة المائية. على سبيل المثال، إذا كان التحكم بالتمخلب موجودًا في ألدهيد ألفا-أوكسي، فمن المتوقع أن يكون الناتج هو المتصاوغ الفراغي المتجانس (syn). يوضح الشكل أدناه مثالًا على تفاعل تحكم بالتمخلب مقابل تفاعل تحكم بدون تمخلب.

توصلت العديد من الدراسات إلى تفسير لهذا التأثير. ترتبط ذرات الأكسجين في مجموعة الكربونيل ومجموعة الهيدروكسيل بذرة الإنديوم في المركب العضوي الإنديميوم الوسيط، كما هو موضح أدناه على اليسار بالرابطتين الخضراوين. تُشكل الرابطة الكربونية الكربونية المتكونة، والموضحة باللون الأحمر، حلقة سداسية في هيئة الكرسي. تحت تأثير التحكم بالارتباط، تهاجم مجموعة الأليل ذرة الكربون الكربونيلية من الجانب الأقل إعاقة فراغية المقابل لجانب مجموعة R. بمجرد اكتمال تكوين الرابطة الكربونية الكربونية، يتحرر الإنديوم، مُنتجًا ثنائي الهيدروكسيل المتجانس (syn diol). بنية ارتباط مماثلة ذات صلة بتفاعل ألكلة الألدهيدات بيتا-أوكسي، مما ينتج عنه ثنائي الهيدروكسيل غير المتجانس (anti diols). [ 13 ] [ 14 ]

أُفيد أن إضافة كواشف أليل الإنديوم إلى الهيدرازونات المحبة للإلكترونات، كما هو موضح أدناه، تُنتج متماثلًا ضوئيًا واحدًا فقط من الناتج الكيرالي بانتقائية تصل إلى 97% باستخدام البينول كمادة مضافة كيرالية. [ 15 ] وبالمثل، يسمح استخدام كحول أميني كيرالي بانتقائية ضوئية عالية للغاية في ألكلة الكيتونات. [ 16 ] وتُعد الألكلة بوساطة الإنديوم في الماء مفيدة بشكل خاص في تخليق الكربوهيدرات (مثل حمض السياليك)، دون استخدام مجموعات حماية. [ 17 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ شين، تشي ليانغ؛ وانغ، شون يي؛ تشوك، يو كيونغ؛ شو، يون هي؛ لوه، تيك بنغ (2013). "كواشف الإنديوم العضوية: التحضير والتطبيق في التخليق العضوي". مراجعات كيميائية . 113 (1): 271-401 . doi : 10.1021/cr300051y . PMID 23110495 . 
  2. ↑ بيتشلي، أو. تي.؛ بازيك، جيه. سي.؛ غلاسمان، تي. إي.؛ تشرشل، إم. آر.؛ فيتينجر، جيه. سي.؛ بلوم، آر. (1988). "تخليق وتوصيف ودراسات بنيوية لمركب In( C₅H₄Me ) باستخدام تقنيات حيود الأشعة السينية وحيود الإلكترون، وإعادة دراسة الحالة البلورية لمركب In(C₅H₅ ) باستخدام دراسات حيود الأشعة السينية". مركبات عضوية فلزية . 7 (5): 1051-1059 . doi : 10.1021/om00095a007 .
  3. ^ أول ، فيرنر. غراوبنر، رينيه؛ ليه ماركوس. شوتز، أوي (1995). "In4{C(SiMe3)3}4 mit In4-tetraeder وIn4Se4{C(SiMe3)3}4 mit In4Se4-heterocubanstruktur". مجلة الكيمياء العضوية المعدنية . 493 : ج1 – ج5. دوى : 10.1016/0022-328X(95)05399-A .
  4. ↑ كوباس، جيه بي؛ هالووك، آر بي؛ بيتشلي، أو تي (1986). "ثلاثي[(ثلاثي ميثيل سيليل)ميثيل]إنديوم". التخليق غير العضوي . المجلد 24. الصفحات 89-91 . doi : 10.1002/9780470132555.ch27 . ISBN   978-0-471-83441-0.
  5. ^ ياسودا، م. هاجا، م؛ ناجاوكا ، واي. بابا، أ. يورو. J. أورغ. الكيمياء. 2010، 5359-5363.
  6. ↑ كوسزينوفسكي، ك. ج. آم. الكيمياء. شركة نفط الجنوب. 2010، 132، 6032-6040.
  7. ↑ لي، سي.-جيه.؛ تشان، تي.-إتش. التفاعلات العضوية في الأوساط المائية مع الإنديوم، رسائل رباعي السطوح 1991، 32، 7017-7020 doi : 10.1016/0040-4039(91)85028-4 .
  8. ↑ Li, C.-J.; Chan, TH Organic Syntheses Using Indium-Mediated and catalyzed Reactions In Aqueous Media, Tetrahedron 1999, 55, 11149-11176 doi : 10.1016/S0040-4020(99)00641-9 .
  9. ^ فريمبونج، ك. وزوريك، J؛ لولور، سي؛ سبنسر، ك. ميتزل. تي؛ J. أورغ. الكيمياء. 2009، 74، 5861-5870. دوى : 10.1021/jo900763u
  10. ^ القانون، مولودية. تشيونغ، TW. وونغ، كنتاكي؛ تشان، منظمة THJ. الكيمياء. 2007، 72، 923-929.
  11. ↑ حداد، د.د. هيراياما، إل سي؛ باكلي، جي جي؛ سينجارام، منظمة BJ. الكيمياء. 2012، 77، 889-898.
  12. ↑ Isaac, MB; Chan, TH Tetrahedron Lett. 1995, 36, 8957–8960.
  13. ↑ Paquette, LA; Mitzel, TMJ Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1931–1937.
  14. ↑ "أليلة الإنديوم في وسط مائي: ميثيل 3-(هيدروكسي ميثيل)-4-ميثيل-2-ميثيلين بنتانوات". التخليق العضوي . 77 : 107. 2000. doi : 10.15227/orgsyn.077.0107 .
  15. ↑ Cook, GR; Kargbo, R; Maity, B. Org. Lett. 2005, 7, 2767–2770.
  16. ↑ حداد، د.د. هيراياما، إل سي؛ تينتون، ف؛ سينجارام، ب . رباعي الاسطح ليت. 2008، 49، 508-511.
  17. ↑ تشان، ت.-هـ.؛ لي، س.-ج. تخليق كيميائي موجز لحمض (+) 3-ديوكسي-د-جليسيرو-د-جالاكتو-نونولسونيك (KDN). مجلة الجمعية الكيميائية، الاتصالات الكيميائية. 1992، 747-748. doi : 10.1039/C39920000747