كيمياء اليورانيوم العضوي

الموسوعة الحرة
[بنية ثنائي (سيكلوأوكتاتيتراينيل) يورانيوم " يورانوسين "]

كيمياء الأورجانو يورانيوم هي العلم الذي يستكشف خصائص وبنية وتفاعلية مركبات الأورجانو يورانيوم ، وهي مركبات عضوية فلزية تحتوي على رابطة كيميائية بين الكربون واليورانيوم . [ 1 ] ويحظى هذا المجال بأهمية نظرية في كيمياء الأورجانو فلزية . [ 2 ]

تاريخ

خضعت مركبات اليورانيوم العضوية للدراسة خلال الحرب العالمية الثانية عندما تطلب مشروع مانهاتن مركبات يورانيوم متطايرة لفصل نظائر اليورانيوم 235/238 . حاول هنري جيلمان تصنيع مركبات مثل رباعي ميثيل اليورانيوم، وعمل آخرون على معقدات اليورانيوم مع أول أكسيد الكربون . لم تُثمر هذه الجهود، لكن الدراسات التي أُجريت بعد 60 عامًا حددت هذه الفئة من المركبات (انظر أدناه). بعد اكتشاف الفيروسين ، أبلغت فرق بحثية بقيادة الحائزين على جائزة نوبل لاحقًا ، جيفري ويلكنسون وإرنست أوتو فيشر، عن الميتالوسينات Cp₃UCl ورباعي سيكلوبنتادينيل يورانيوم Cp₄U . توسع نطاق هذا المجال مع تصنيع اليورانوسين (COT) ₂U ، حيث يقع اليورانيوم (IV) بين جزيئين من ليجاندات سيكلوأوكتاتيتراينيد (COT) المستوية .

أنواع المركبات

مركبات السيكلوبنتادينيل

توسعت الدراسات المبكرة على مركبي Cp₃UCl وCp₄U بشكل كبير مع استخدام روابط Cp الضخمة . ومن الأمثلة على ذلك المركبان U( C₅H₃ ( SiMe₃ ) ₂ ) ₃ و U( C₅Me₅ ) ₃ ( حيث Me = CH₃ ) . [ 3 ] يتميز المركب U( C₅Me₅ ) ₃ بتفاعلات كيميائية واسعة، منها تكوينه ناتج إضافة مع N₂ . [ 4 ]

أدى الاختزال السهل أحادي الإلكترون لمركبات اليورانيوم (IV) إلى اكتشاف مركب نصف الساندويتش (COT)U(BH₄ ) ₂ عام 1983 على يد مجموعة إفريتيخين. [ 4 ] تتفاعل مركبات هذا النوع بطرق عديدة، منها على سبيل المثال الألكلة عند اليورانيوم باستخدام كواشف الليثيوم العضوية أو التحويل إلى مركبات ساندويتش هجينة. ومن مركبات اليورانيوم العضوية الأخرى اليورانوسينات المعكوسة التي تحتوي على رابطة COT بين ذرتي يورانيوم، أو مركبات ساندويتش اليورانيوم التي تحتوي على روابط خماسية بدلاً من روابط COT.

يشكل اليورانيوم معقدات أرينية، لكن تركيبها الكيميائي ليس بسيطًا كما هو الحال في مشتقات الفلزات الانتقالية. ومن الأمثلة المبكرة على ذلك معقد الأرين "المقلوب" [ U(R(Ar)N) ₂ } ₂ ] ₂ (µ− C₆H₅CH₃ ) ( حيث R وAr مجموعتان ضخمتان من الألكيل والأريل)، حيث يربط ربيطة التولوين بين مركزي اليورانيوم. [ 4 ] وقد أدى هذا المثال إلى ظهور معقدات أرينية أخرى أكثر تعقيدًا لليورانيوم. [ 5 ]

مركبات الألكيل والأريل

تم توصيف عدد من معقدات اليورانيوم (IV) واليورانيوم (V) الأنيونية، ذات الروابط الألكيلية والأريلية، على أنها أملاح الليثيوم. في هذه الأملاح، يرتبط أيون الليثيوم بالإيثر أو الأمينات الثلاثية. تشمل معقدات البيرميثيل [UMe6]2− و[UMe7]3− و[U2Me10 ] 2− . [ 6 ] تتميز المعقدات ذات الصلة بروابط ألكيلية أكبر حجمًا : [ UR8 ] 3− ، حيث R = Me وCH2SiMe3 و CH2tBu . يوضح كل من معقد الهيكسافينيل [ U(C6H5 ) 6 ] 2− ومعقد رباعي البنزيل المتعادل الشحنة U ( CH2C6H5 ) 4 تنوع هذه الفئة من معقدات اليورانيوم العضوية . [ 7 ]

روابط NHC

كما تم تركيب روابط NHC على اليورانيوم. ومن الأمثلة على ذلك نواتج إضافة اليورانيل، UO₂X₂ (NHC) ₂ ( حيث X = هاليد، أميد). [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ د. سيفرث (2004). "يورانوسين. أول عضو في فئة جديدة من مشتقات المركبات العضوية الفلزية لعناصر f" . المركبات العضوية الفلزية . 23 (15): 3562-3583 . doi : 10.1021/om0400705 .
  2. ↑ ليدل، ستيفن ت. (2015). "نهضة كيمياء اليورانيوم غير المائية" . Angewandte Chemie International Edition . 54 (30): 8604–8641 . doi : 10.1002/anie.201412168 . PMID 26079536 . 
  3. ↑ إيرالي، ديلان إم تي؛ دوسيلون ، جون؛ جوردن، آن إي في (2025). "كيمياء اليورانيوم: تحديد الآفاق المستقبلية". الكيمياء غير العضوية . 64 (2): 767-784 . doi : 10.1021/acs.inorgchem.4c02173 . OSTI 2477795. PMID 39190695 .  
  4. 1 2 3 إفريتيخين، ميشيل (2006). "حيوية كيمياء اليورانيوم الجزيئية في فجر القرن الحادي والعشرين". معاملات دالتون (21): 2501-2516 . doi : 10.1039/B603463B . PMID 16718334 . 
  5. ↑ لا بيير، هنري س.؛ شويرر، أندرياس؛ هاينمان، فرانك و.؛ هيرينجر، وولفغانغ؛ ماير، كارستن (2014). "تخليق وتوصيف معقد أحادي الأرين لليورانيوم (II) مدعوم برابطة خلفية δ ". Angewandte Chemie International Edition . 53 (28): 7158–7162 . doi : 10.1002/anie.201402050 . PMID 24889659 . 
  6. ↑ سيرز، جيفري د.؛ سيرجينتو، دوميترو-كلاوديو؛ بيكر، تيسا م.؛ برينيسيل، ويليام و.؛ أوتشباخ، يوشين؛ نيديغ، مايكل ل. (2020-08-03). "التنوع الاستثنائي لمركبات اليورانيوم-الميثيل المتجانسة" . Angewandte Chemie International Edition . 59 (32): 13586–13590 . doi : 10.1002/anie.202005138 . ISSN 1433-7851 . PMID 32392392 .  
  7. ↑ جونسون، سارة أ.؛ بارت، سوزان س. (23 أبريل 2015). "إنجازات في كيمياء ألكيل اليورانيوم: الاحتفال بستين عامًا من المساعي التركيبية" . دالتون ترانزكشنز . 44 (17): 7710-7726 . doi : 10.1039/C4DT01621A . ISSN 1477-9234 . PMID 25283733 .  
  8. ↑ أرنولد، بولي ل.؛ كاسلي، إيان ج. (2009). "معقدات الكاربين غير المتجانسة الحلقية من النوع F". مراجعات كيميائية . 109 (8): 3599-3611 . doi : 10.1021/cr8005203 . PMID 19358527 .