有機金屬化學

遷移插入

想像金屬這條長椅上並排坐著兩位乘客:一位是已經鍵合在金屬上的小基團,比如一個氫化物或一個甲基;另一位是像一氧化碳或烯烃那樣的扁平配體。在遷移插入中,那個小基團滑過去、鍵合到鄰座身上,於是兩者融合成一個更長的、仍連在金屬上的配體——而關鍵在於,遷移基團離開後空出來的那個座位,現在空了。金屬上的鏈增長了一個單元,同時開出了一個配位位點。

具體地說,考慮一個同時帶著甲基和 CO 的金屬。在遷移插入中,甲基遷移到 CO 的碳上,生成一個乙醯基 CH3CO,通過它的碳鍵合到金屬上;兩個配體變成了一個。記帳的要點是:金屬的氧化態不變(沒有像氧化加成那樣發生與金屬鍵的均裂斷裂),但總電子數下降二,並出現一個空位,因為原來的兩個配體如今合成了一個。插入有幾種風味:1,1-插入(如 CO)把遷移基團放在同一個原子上;1,2-插入(如烯烃)把一個氫化物或烷基放在一個碳上,而金屬鍵合到相鄰的碳上,從而長出一段烷基鏈。烯烃這種情形的逆反應就是 beta-氫消除。

遷移插入是催化中搭建鍵的心跳。它是聚合物鏈增長的方式——在齊格勒-納塔及相關催化劑中,烯烃一次一個地插入金屬-碳鍵;它也是在氫甲醯化和孟山都醋酸工藝中,碳骨架被羰基加長的方式。藏在名字裡的誠實微妙之處是:儘管叫「插入」,通常是烷基或氫化物遷移到靜止的 CO 或烯烃上,而不是那個不飽和配體硬擠進金屬-烷基鍵裡——這正是為什麼更嚴謹的叫法是「遷移插入」。

在 CH3Mn(CO)5 中,一個 CO 與甲基互為鄰居。甲基遷移到一個 CO 的碳上,生成乙醯配合物 CH3C(O)Mn(CO)4,留出一個空位,隨後由一個新的 CO 來填補。整個過程中金屬始終是 Mn(I);改變的只是電子數和一個空出來的位點。

一個鍵合在金屬上的基團遷移到鄰近的 CO 或烯烃上,把兩個配體融合並開出一個空位。

遷移插入不改變金屬的氧化態,這和氧化加成不同;而且儘管名為插入,通常是烷基或氫化物在遷移,而非 CO 或烯烃自己插進去。

又稱
insertion reaction1,1- and 1,2-insertion插入反应插入反應