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Metallorganische Verbindungen

Struktur von metallorganischen Verbindungen

Das Lösungsmittel (üblicherweise Diethylether oder Tetrahydrofuran) spielt bei der Bildung von Grignard-Verbindungen (R-MgX) eine entscheidende Rolle. Im Grignard-Reagenz ist das Magnesium-Atom von nur vier Elektronen umgeben, es benötigt also zwei weitere Elektronenpaare um ein Oktett zu erreichen.

Abb.1
Diethylether
Abb.2
Tetrahydrofuran

Moleküle des Lösungsmittels stellen diese Elektronenpaare durch Koordination mit dem Metall-Atom bereit. Die freien Elektronenpaare des Ethers stabilisieren also die Grignard-Verbindung (vgl. weiter unten). Gleichzeitig wird so das Grignard-Reagenz vor der Anlagerung weiterer Magnesium-Atome bei der Synthese geschützt, die die Verbindung unreaktiv machen würden.

Abb.3
Grignard-Verbindungen als Gleichgewichtszustand
Abb.4
Apparatur zur Synthese einer Grignard-Verbindung

Bei der Bildung von Organometall-Verbindungen (mit Lithium oder Magnesium) stellen diese ihre Valenz-Elektronen dem partiell positiv geladenen Kohlenstoff-Atom zur Verfügung. Halogenalkane werden durch Reaktion mit Lithium oder Magnesium zu Alkyl-Verbindungen mit einem (partiell) negativ geladenen Kohlenstoff, das mit Elektrophilen anstatt mit Nucleophilen reagiert. Obwohl Organolithium- und Organomagnesium-Verbindungen nicht aus Carbanionen und Metallbromid-Kationen bestehen, verhalten sie sich formal wie ein Magnesiumsalz.

Tab.1
Organometall-Verbindungen als Carbanionen
Abb.5
verhält sich wie
Abb.6
Abb.7
verhält sich wie
Abb.8

Der Bildungsmechanismus von Grignard-Verbindungen läuft über eine radikalische Zwischenstufe. Dadurch wird die Bildung des Gleichgewichtes "2 RMgXMgX2 + R2Mg" einsichtig. Grignard-Verbindungen sind sehr hydrolyseempfindlich und reagieren mit Wasser sofort zum entsprechenden Alkan. Bei der Synthese von Grignard-Verbindungen muss also wasserfrei gearbeitet werden.

Abb.9
Mechanismus der Bildung von Grignard-Verbindungen (X = Cl, Br oder I)

Übung: Struktur von metallorganischen Verbindungen

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