Oxidative addition
ઓર્ગેનોમેટાલિક રસાયણશાસ્ત્રમાં ઓક્સિડેટીવ એડિશન અને રિડક્ટિવ એલિમિનેશન એ પ્રતિક્રિયાઓના બે મહત્વપૂર્ણ અને સંબંધિત વર્ગો છે. ઓક્સિડેટીવ એડિશન એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જે ધાતુના કેન્દ્રની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ અને સંકલન સંખ્યા બંનેમાં વધારો કરે છે. ઓક્સિડેટીવ એડિશન ઘણીવાર ઉત્પ્રેરક ચક્રમાં એક પગલું હોય છે, તેની વિપરીત પ્રતિક્રિયા, રિડક્ટિવ એલિમિનેશન સાથે. સંક્રમણ ધાતુ રસાયણશાસ્ત્રમાં ભૂમિકા સંક્રમણ ધાતુઓ માટે, ઓક્સિડેટીવ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે ડી. એન. માં ઓછા ઇલેક્ટ્રોન સાથેના રૂપરેખાંકનમાં ઘટાડો થાય છે, જે ઘણીવાર 2e ઓછું હોય છે. ઓક્સિડેટીવ એડિશન એવી ધાતુઓ માટે અનુકૂળ છે જે (i) બેઝિક અને/અથવા (ii) સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. પ્રમાણમાં ઓછી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ધરાવતી ધાતુઓ ઘણીવાર આ જરૂરિયાતોમાંથી એકને સંતોષે છે, પરંતુ ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ધરાવતી ધાતુઓ પણ ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાથી પસાર થાય છે, જેમ કે ક્લોરિન સાથે Pt (II) ના ઓક્સિડેશન દ્વારા સચિત્ર છેઃ [PtCl4] 2 − + Cl2 → [PtCl6] 2 − ક્લાસિકલ ઓર્ગેનોમેટાલિક રસાયણશાસ્ત્રમાં, ધાતુની ઔપચારિક ઓક્સિડેશન સ્થિતિ અને સંકુલની ઇલેક્ટ્રોન ગણતરી બંનેમાં બે ટકાનો વધારો થાય છે. એક-ઇલેક્ટ્રોન ફેરફારો પણ શક્ય છે અને હકીકતમાં કેટલીક ઓક્સિડેટીવ એડિશન પ્રતિક્રિયાઓ 1e ફેરફારોની શ્રેણી દ્વારા આગળ વધે છે. ઘણા જુદા જુદા સબસ્ટ્રેટ્સમાં ધાતુના નિવેશ સાથે ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાઓ થઈ શકે છે, તેમ છતાં ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાઓ સામાન્ય રીતે H-H, H-X અને C-X બોન્ડ્સ સાથે જોવા મળે છે કારણ કે આ સબસ્ટ્રેટ્સ વ્યાપારી ઉપયોગો માટે સૌથી વધુ સુસંગત છે. ઓક્સિડેટીવ એડિશન માટે જરૂરી છે કે મેટલ કોમ્પ્લેક્સમાં ખાલી સંકલન સ્થળ હોય. આ કારણોસર, ચાર અને પાંચ સંકલિત સંકુલ માટે ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાઓ સામાન્ય છે. રિડક્ટિવ એલિમિનેશન એ ઓક્સિડેટીવ એડિશનની વિરુદ્ધ છે. જ્યારે નવું રચાયેલું X-Y બોન્ડ મજબૂત હોય ત્યારે રિડક્ટિવ એલિમિનેશનની તરફેણ કરવામાં આવે છે. રિડક્ટિવ નાબૂદી થાય તે માટે બે જૂથો (X અને Y) ધાતુના સંકલન ગોળા પર પરસ્પર અડીને હોવા જોઈએ. રિડક્ટિવ એલિમિનેશન એ C-H અને C-C બોન્ડ્સ બનાવતી ઘણી પ્રતિક્રિયાઓનું મુખ્ય ઉત્પાદન-પ્રકાશન પગલું છે. પદ્ધતિઓ ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાઓ વિવિધ માર્ગો દ્વારા આગળ વધે છે જે ધાતુના કેન્દ્ર અને સબસ્ટ્રેટ્સ પર આધાર રાખે છે. હાઇડ્રોજન અને હાઇડ્રોકાર્બન જેવા બિનધ્રુવીય સબસ્ટ્રેટ્સના સંકલિત માર્ગ ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાઓ સંકલિત માર્ગો દ્વારા આગળ વધતા દેખાય છે. આવા સબસ્ટ્રેટ્સમાં π-બોન્ડનો અભાવ હોય છે, પરિણામે ત્રણ-કેન્દ્રિત σ કોમ્પ્લેક્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ ઓક્સિડાઇઝ્ડ કોમ્પ્લેક્સ બનાવવા માટે લિગાન્ડનું ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર લિગાન્ડ બોન્ડ ક્લેવેજ (કદાચ ઇન્ટર લિગાન્ડ બોન્ડના સિગ્મા * ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન જોડીનું દાન કરીને) થાય છે. પરિણામી લિગાન્ડ્સ પરસ્પર સિસ હશે, જો કે અનુગામી આઇસોમેરાઇઝેશન થઈ શકે છે. આ પદ્ધતિ H2 જેવા હોમોન્યુક્લિયર ડાયટોમિક અણુઓના ઉમેરા પર લાગુ પડે છે. ઘણી સી-એચ સક્રિયકરણ પ્રતિક્રિયાઓ એમ-(સી-એચ) એગોસ્ટિક સંકુલની રચના દ્વારા એક સંકલિત પદ્ધતિને પણ અનુસરે છે. એક પ્રતિકાત્મક ઉદાહરણ વાસ્કાના સંકુલ, ટ્રાન્સ-આઈઆરસીએલ (સીઓ) [પી (સી6એચ5) 3] 2 સાથે હાઇડ્રોજનની પ્રતિક્રિયા છે. આ પરિવર્તનમાં, ઇરિડિયમ તેની ઔપચારિક ઓક્સિડેશન સ્થિતિને + 1 થી + 3 માં બદલે છે. આ ઉત્પાદન ઔપચારિક રીતે ત્રણ આયન સાથે જોડાયેલું છેઃ એક ક્લોરાઇડ અને બે હાઇડ્રાઇડ લિગાન્ડ. નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે, પ્રારંભિક ધાતુ સંકુલમાં 16 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન અને ચારની સંકલન સંખ્યા હોય છે જ્યારે ઉત્પાદન છ-સંકલિત 18 ઇલેક્ટ્રોન સંકુલ હોય છે. ત્રિકોણીય બાયપિરામિડલ ડાયહાઇડ્રોજન મધ્યવર્તીની રચના પછી H-H બોન્ડનું વિભાજન થાય છે, જે H-H σ *-ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન બેક દાનને કારણે થાય છે, એટલે કે. સિગ્મા સંકુલ. આ પ્રણાલી રાસાયણિક સંતુલનમાં પણ છે, જેમાં ધાતુના કેન્દ્રમાં એક સાથે ઘટાડા સાથે હાઇડ્રોજન ગેસને દૂર કરીને વિપરીત પ્રતિક્રિયા આગળ વધે છે. H-H બંધને તોડવા માટે H-H σ *-ભ્રમણકક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનનું પાછું દાન ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ ધાતુઓને આ પ્રતિક્રિયાની તરફેણ કરવા માટેનું કારણ બને છે. કોન્સર્ટેડ મિકેનિઝમ સિસ ડાયહાઇડ્રાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યારે અન્ય ઓક્સિડેટીવ એડિશન માર્ગોની સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી સામાન્ય રીતે સિસ એડક્ટ્સ ઉત્પન્ન કરતી નથી. એસ. એન. 2-પ્રકાર કેટલાક ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાઓ કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં જાણીતી બાયમોલેક્યુલર ન્યુક્લિયોફિલિક અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ સાથે સમાન રીતે આગળ વધે છે. સબસ્ટ્રેટમાં ઓછા ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ અણુ પર ધાતુના કેન્દ્ર દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો આર-એક્સ બોન્ડના વિચ્છેદ તરફ દોરી જાય છે, જે [એમ-આર] + પ્રજાતિ બનાવે છે. આ પગલું કેશનિક ધાતુના કેન્દ્રમાં એનાયનનું ઝડપી સંકલન દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, મિથાઈલ આયોડાઇડ સાથે ચોરસ સમતલીય સંકુલની પ્રતિક્રિયાઃ આ પદ્ધતિ ઘણીવાર ધ્રુવીય અને ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટ્રેટ્સ, જેમ કે આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સ અને હેલોજનના ઉમેરામાં ધારવામાં આવે છે. આયનિક ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાની આયનીય પદ્ધતિ એસ. એન. 2 પ્રકાર જેવી જ છે જેમાં તેમાં બે અલગ અલગ લિગાન્ડ ટુકડાઓનો તબક્કાવાર ઉમેરો સામેલ છે. મુખ્ય તફાવત એ છે કે આયનીય પદ્ધતિઓમાં સબસ્ટ્રેટ્સનો સમાવેશ થાય છે જે ધાતુના કેન્દ્ર સાથેની કોઈપણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પહેલા દ્રાવણમાં અલગ પડે છે. આયનીય ઓક્સિડેટીવ ઉમેરાનું ઉદાહરણ હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડનો ઉમેરો છે. રેડિકલ SN2-પ્રકારની પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થવા ઉપરાંત, આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સ અને સમાન સબસ્ટ્રેટ્સ રેડિકલ મિકેનિઝમ દ્વારા ધાતુના કેન્દ્રમાં વધારો કરી શકે છે, જો કે કેટલીક વિગતો વિવાદાસ્પદ રહે છે. જો કે, પ્રતિક્રિયાઓ કે જે સામાન્ય રીતે આમૂલ પદ્ધતિ દ્વારા આગળ વધવા માટે સ્વીકારવામાં આવે છે તે જાણીતી છે. એક ઉદાહરણ લેડનોર અને સહકાર્યકરો દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. આરંભ [(CH3) 2C (CN) N] 2 → 2 (CH3) 2 (CN) C • + N2 (CH3) 2 (CN) C • + PhBr → (CH3) 2 (CN) CBr + Ph • પ્રસાર Ph • + [Pt (PPh3) 2Ph]; [Pt (PPh3) 2Ph] + PhBr → [Pt (PPh3) 2PhBr] + Ph • એકસમાન ઉત્પ્રેરકમાં ઘણી ઉત્પ્રેરક પ્રક્રિયાઓમાં ઓક્સિડેટીવ ઉમેરા અને રિડક્ટિવ નાબૂદીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, દા. ત., હાઇડ્રોજનીકરણ, હાઇડ્રોફોર્મ. સુઝુકી કપલિંગ, નેગિશી કપલિંગ અને સોનોગશીરા કપલિંગ જેવી ક્રોસ-કપલિંગ પ્રતિક્રિયાઓ પણ ઓક્સિડેટીવ ઉમેરા દ્વારા આગળ વધે છે. સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ સંકલન રસાયણશાસ્ત્ર ઓર્ગેનોમેટાલિક રસાયણશાસ્ત્ર પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિઓ રેડોક્સ