Addycja oksydatywna (inaczej nazywana utleniającą) oraz reduktwna eliminacja to dwie kategorie chemicznych reakcji elementarnych, które mają kluczowe znaczenie w analizie procesów metaloorganicznych.
Relacje między tymi dwiema reakcjami zostały przedstawione na poniższym rysunku:
Mechanizm procesu
W przypadku addycji oksydatywnej kompleks metalu, który znajduje się na stosunkowo niskim poziomie utlenienia i dysponuje wolnymi miejscami na ligandach, ulega utlenieniu poprzez insercję wiązania kowalencyjnego. W wyniku tej reakcji dochodzi do wzrostu o dwa stopnie utlenienia metalu oraz do zwiększenia liczby elektronów tworzących wiązania metal-ligandy w kompleksie. Choć możliwa jest insercja wielu różnych pierwiastków, najczęściej obserwuje się ją w kontekście wiązań H-H oraz wiązań pomiędzy węglem (sp3) a fluorowcem. Atomy węgla o hybrydyzacji sp2 również mogą ulegać addycji oksydatywnej, co skutkuje izomeryzacją wiązania podwójnego.
Reduktywna eliminacja jest procesem odwrotnym do addycji oksydatywnej. Ta reakcja jest preferowana, gdy nowo powstałe wiązanie X-Y jest silne. Aby proces mógł zajść, konieczne jest, by dwie reagujące grupy znajdowały się blisko siebie w sferze koordynacyjnej metalu.
Przykładem addycji oksydatywnej jest reakcja trans kompleksu Vaski IrCl(CO)[P(C6H5)3]2 (ilustracja powyżej) z cząsteczką wodoru. W wyniku tej reakcji następuje zmiana stopnia utlenienia irydu z (I) na (III). Na początku kompleks zawiera 16 elektronów w wiązaniach metal-ligandy oraz ma liczbę koordynacyjną równą 4. Po dodaniu cząsteczki wodoru liczba elektronów wzrasta do 18, a liczba koordynacyjna zwiększa się do 6. Ta opisana reakcja jest odwracalna, a w przypadku procesu odwrotnego używa się terminu reduktywna eliminacja.
Addycja oksydatywna występuje w wielu mechanizmach reakcji, w których biorą udział związki metaloorganiczne. Przykładami takich reakcji są reakcja Hecka oraz reakcja Suzuki.
Przypisy