有机金属化学

迁移插入

想象金属这条长椅上并排坐着两位乘客:一位是已经键合在金属上的小基团,比如一个氢化物或一个甲基;另一位是像一氧化碳或烯烃那样的扁平配体。在迁移插入中,那个小基团滑过去、键合到邻座身上,于是两者融合成一个更长的、仍连在金属上的配体——而关键在于,迁移基团离开后空出来的那个座位,现在空了。金属上的链增长了一个单元,同时开出了一个配位位点。

具体地说,考虑一个同时带着甲基和 CO 的金属。在迁移插入中,甲基迁移到 CO 的碳上,生成一个乙酰基 CH3CO,通过它的碳键合到金属上;两个配体变成了一个。记账的要点是:金属的氧化态不变(没有像氧化加成那样发生与金属键的均裂断裂),但总电子数下降二,并出现一个空位,因为原来的两个配体如今合成了一个。插入有几种风味:1,1-插入(如 CO)把迁移基团放在同一个原子上;1,2-插入(如烯烃)把一个氢化物或烷基放在一个碳上,而金属键合到相邻的碳上,从而长出一段烷基链。烯烃这种情形的逆反应就是 beta-氢消除。

迁移插入是催化中搭建键的心跳。它是聚合物链增长的方式——在齐格勒-纳塔及相关催化剂中,烯烃一次一个地插入金属-碳键;它也是在氢甲酰化和孟山都醋酸工艺中,碳骨架被羰基加长的方式。藏在名字里的诚实微妙之处是:尽管叫「插入」,通常是烷基或氢化物迁移到静止的 CO 或烯烃上,而不是那个不饱和配体硬挤进金属-烷基键里——这正是为什么更严谨的叫法是「迁移插入」。

在 CH3Mn(CO)5 中,一个 CO 与甲基互为邻居。甲基迁移到一个 CO 的碳上,生成乙酰配合物 CH3C(O)Mn(CO)4,留出一个空位,随后由一个新的 CO 来填补。整个过程中金属始终是 Mn(I);改变的只是电子数和一个空出来的位点。

一个键合在金属上的基团迁移到邻近的 CO 或烯烃上,把两个配体融合并开出一个空位。

迁移插入不改变金属的氧化态,这和氧化加成不同;而且尽管名为插入,通常是烷基或氢化物在迁移,而非 CO 或烯烃自己插进去。

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