เคมีออร์กาโนโคบอลต์
เคมีออร์กาโนโคบอลต์คือเคมีของสารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกที่มีพันธะเคมี ระหว่าง คาร์บอนกับโคบอลต์ สารประกอบออร์กาโนโคบอลต์มีส่วนเกี่ยวข้องในปฏิกิริยาอินทรีย์หลายอย่าง และ วิตามินบีซึ่งเป็นโมเลกุลชีวภาพที่สำคัญก็มีพันธะโคบอลต์-คาร์บอน สารประกอบออร์กาโนโคบอลต์หลายชนิดแสดงคุณสมบัติเร่งปฏิกิริยาที่มีประโยชน์ ตัวอย่างที่โดดเด่นคือไดโคบอลต์ออกตาคาร์บอนิล[ 1 ]
สารประกอบอัลคิล
สารประกอบโคบอลต์ที่มีลิแกนด์อัลคิลเพียงอย่างเดียวเป็นพื้นฐานที่สุด ตัวอย่างเช่น Co(4-norbornyl) และแคตไอออนของมัน[ 3 ]
อัลคิลโคบอลต์แสดงโดยวิตามินบีและเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง ในเมทิลโคบาลา มิน ลิแกนด์คือ หมู่ เมทิลซึ่งเป็นอิเล็กโทรฟิลิก ในวิตามินบี 12 ลิแกนด์อัลคิลคือหมู่อะดีโนซิล สารประกอบที่เกี่ยวข้องกับวิตามินบี 12 ได้แก่ โคบอลต์พอร์ไฟรินไดเมทิลไกลออกซิเมตและสารประกอบเชิงซ้อนที่เกี่ยวข้องของ ลิแกนด์ ชิฟฟ์เบสสารประกอบสังเคราะห์เหล่านี้ยังสร้างอนุพันธ์อัลคิลที่เกิดปฏิกิริยาหลากหลายคล้ายกับกระบวนการทางชีวภาพ พันธะโคบอลต์(III)-คาร์บอนที่อ่อนแอในอะนาล็อกของวิตามินบี 12 สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระที่โคบอลต์เป็นตัวกลางของอะคริลิกและไวนิลเอสเทอร์ (เช่นไวนิลอะซิเตต ) กรดอะคริลิกและอะค ริโลไนไตร ล์[ 4 ]
สารประกอบคาร์บอนิล
ไดโคบอลต์ออกตาคาร์บอนิลผลิตได้จากการคาร์บอนิเลชันของเกลือโคบอลต์ สารประกอบนี้และอนุพันธ์ฟอสฟีนเป็นสารประกอบออร์กาโนโคบอลต์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด การให้ความร้อน Co₂ CO) จะได้ Co₄ CO) มีการเตรียมคลัสเตอร์โคบอลต์-คาร์บอนิลที่ซับซ้อนมากโดยเริ่มจากสารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้ การให้ความร้อนโคบอลต์คาร์บอนิลกับโบรโมฟอร์มจะได้เมทิลิดีนไตร โคบอลต์โนนาคาร์บอนิล ไดโคบอลต์ออกตาคาร์ นิลยังทำปฏิกิริยากับอัลไคน์เพื่อให้ได้สารประกอบเชิงซ้อนไดโคบอลต์เฮกซาคาร์บอนิลอะเซทิลีนที่มีสูตร Co₂ CO) ( ) เนื่องจากสามารถกำจัดออกได้ในภายหลัง ศูนย์กลางโคบอลต์คาร์บอนิลจึงทำหน้าที่เป็นหมู่ป้องกันสำหรับอัลไคน์ ในปฏิกิริยานิโคลัส หมู่ของอัลไคน์จะถูกป้องกันและในขณะเดียวกันตำแหน่งคาร์บอนอัลฟาจะถูกกระตุ้นสำหรับการแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิก
สารประกอบ Cp, อัลลิล และแอลคีน
สารประกอบแซนด์วิช
สารประกอบออร์กาโนโคบอลต์เป็นที่รู้จักกันดีด้วยลิแกนด์อัลคีน อัลลิล ไดอีน และ Cp สารประกอบแซนด์วิช ที่มีชื่อเสียง คือโคบอลโตซีนซึ่งเป็นตัวอย่างที่หายากของสารเชิงซ้อน Co(II) แบบสปินต่ำ เมทัลโลซีน 19 อิเล็กตรอนนี้ใช้เป็นตัวรีดิวซ์และเป็นแหล่งของ CpCo สารประกอบแซนด์วิชอื่นๆ ได้แก่ CoCp(C Me ) และ Co(C Me ) ซึ่งมีอิเล็กตรอน 20 และ 21 อิเล็กตรอนตามลำดับ การรีดิวซ์โคบอลต์(II) คลอไรด์ปราศจากน้ำด้วยโซเดียมในที่ที่มีไซโคลออกตาไดอีนจะให้ Co(ไซโคลออกตาไดอีน)(ไซโคลออกเทนิล) ซึ่งเป็นรีเอเจนต์อเนกประสงค์[ 5 ]
CpCo(CO) และอนุพันธ์
สารประกอบครึ่งแซนด์วิชประเภท CpCoL ได้รับการศึกษาอย่างละเอียด (L = CO, อัลคีน) คอมเพล็กซ์ CpCo(C H ) และ CpCo(cod) เร่งปฏิกิริยาไตรเมอไรเซชัน ของอัลไคน์ [ 6 ]ซึ่งถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์โครงสร้างที่ซับซ้อนหลากหลายชนิด[ 7 ]
แอปพลิเคชัน
ไดโคบอลต์ออกตาคาร์บอนิลถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับ การ ไฮโดรฟอร์มิเลชันของแอลคีน สารตัวกลางที่สำคัญคือโคบอลต์เตตระคาร์บอนิลไฮไดรด์ (HCo(CO) ) กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับโคบอลต์ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์เป็นหลักสำหรับการผลิตแอลกอฮอล์ C7-C14 ซึ่งใช้ในการผลิตสาร ลดแรง ตึงผิว[ 10 ] [ 11 ] การไฮโดรฟอร์มิเลชันจำนวนมากได้เปลี่ยนจากกระบวนการที่ใช้โคบอลต์เป็นกระบวนการที่ใช้โรเดียม แม้ว่าโลหะชนิดนี้จะมีราคาแพงมากก็ตาม เมื่อแทนที่ H2 น้ำหรือแอลกอฮอล์ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาจะเป็นกรดคาร์บอกซิลิกหรือเอสเทอร์ตัวอย่างของปฏิกิริยาประเภทนี้คือการเปลี่ยนบิวทาไดอีนเป็นกรดอะดิปิก ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์ (ร่วมกับเหล็ก ) มีความสำคัญในกระบวนการฟิชเชอร์-โทรปช์ซึ่งสันนิษฐานว่าสารตัวกลางออร์กาโนโคบอลต์เกิดขึ้น
สารประกอบโคบอลต์ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์อนุพันธ์ของไพริดีนโดยเริ่มต้นจากอัลไคน์และไนไตรล์
แอปพลิเคชันที่มุ่งหวัง
แม้ว่าจริงๆ แล้วมีเพียงไดโคบอลต์ออกตาคาร์บอนิลเท่านั้นที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ แต่ก็มีรายงานมากมายที่แสดงให้เห็นถึงการใช้งานที่น่าสนใจ[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]บ่อยครั้งที่โครงการเหล่านี้ได้รับแรงจูงใจจากการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ "มีอยู่มากมายบนโลก" [ 15 ]