Натрииорганические соединения

НАТРИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, содержат связь Na—С. Соед. AlkNa-бесцв. неплавкие в-ва, не раств. в углеводородах; ArNa и жирно-ароматич. Натрийорганические соединения-твердые интенсивно окрашенные в-ва, не раств. в углеводородах, раств. в простых эфирах (иногда с разрывом связи С—О); анион-радикальные натрийорганические соединения типа Na⁺[ArH]^_• плохо раств. в диэтиловом эфире; CH=CNa-слабо окрашенное твердое в-во; C₅H₅Na-6ecцв. кристаллы, не раств. в большинстве орг. р-рителей, раств. в ТГФ и жидком NH₃.

Структура натрийорганических соединений установлена лишь для нек-рых соед., напр. CH₃Na, по-видимому, тетрамср аналогично CH₃Li; комплекс C₅H₅Na•L [L = (СН₃)₂ NCH₂CH₂N (CH₃)₂] представляет собой цепочку из С₅Н₅-колец, связанных мостиковыми фрагментами Na•L. В р-рах натрийорганических соединений связи С—Na обладают значительно большим ионным характером, чем связи С—Li в литийорганических соединениях. В зависимости от типа натрийорганических соединений и природы среды в р-ре могут присутствовать отдельные ионы R^- и Na⁺ , сольватно-разделенные и контактные ионные пары, либо существует равновесие между этими формами.

Натрийорганические соединения очень чувствительны к О₂ воздуха и следам влаги (работают с ними в инертной атмосфере); на воздухе самовоспламеняются, C₅H₅Na обугливается, ArNa при осторожном окислении флуоресцируют. При нагр. без доступа воздуха AlkNa разлагаются с образованием NaH и олефинов; ArNa, HC=CNa и C₅H₅Na устойчивы к нагреванию. Натрийорганические соединения карбеноидного типа RR'C(Na)Hal или o-NaC₆H₄Hal при термич. разложений образуют карбены RR'C: или дегидро-бензол.

Вода, к-ты, спирты разлагают натрийорганические соединения (иногда с возгоранием или взрывом). Натрийорганические соединения взаимод. с СО₂, давая соли карбоновых к-т, и алкилирующими агентами; эти р-ции прогекают с сохранением конфигурации у sp³-гибридизованного атома С, тогда как р-ции с галогенами протекают с обращением конфигурации. С карбонильными соед. Натрийорганические соединения реагируют подобно литийорг. и магнийорг. соед. (см. Гриньяра реакция), однако в отличие от них AlkNa и ArNa разрывают связь С—О в простых эфирах, напр. С₂Н₅ОС₂Н₅ + + C₂H₅Na C₂H₅ONa + С₂Н₄ + С₂Н₆. Натрийорганические соединения присоединяются по кратным связям, вступают в р-цию переметаллиро-вания, металлируют углеводороды с подвижным атомом водорода, взаимод. с галогенидами металлов с образованием металлоорг. соединений. Анион-радикальные натрийорганические соединения типа Na⁺ [АrН]^_• присоединяют атом Н с образованием продуктов восстановления, напр. при гидролизе C₁₀Hg₈^_• Na⁺ образуется 1,4-дигидронафталин. Для натрийорганических соединений характерны карб-анионные сигматропные согласованные перегруппировки, напр. . Натрийорганические соединения образуют комп лексы с др. металлоорг. соед., напр. Na⁺ [Ph₂Li]^-, к-рые устойчивы к простым эфирам (в отличие от PhNa).

Натрийорганические соединения обычно используют в виде суспензий или р-ров в орг. р-рителях, при упаривании к-рых м. б. получены индивидуальные твердые соединения. Осн. способы получения натрийорганическихе соединений: 1) взаимод. RCl с тонкодисперсным Na или амальгамой Na в орг. р-рителях; способ имеет ограниченное применение из-за побочной р-ции Вюрца (по этой же причине не используют RBr и RI), а также из-за возможного загрязнения продуктов NaCl и RCl.

2) Металлирование углеводородов с подвижным атомом водорода действием Na, NaNH₂ или другого натрийорганического соединения (напр., CsH₁₁Na или PhNa) по Шорыгина реакции: RH + R'Na RNa + R'H. Равновесие р-ции смещено в сторону образования натрийорганического соединения более кислого углеводорода. Иногда р-цию проводят в присут. трет-С₄Н₉ОК или хелатирующих агентов.

3) Р-ция переметаллирования: R_nM + nNanRNa + М или R_nM + R'NanRNa + R'_n.M, где М - менее электроположительный, чем Na, элемент, чаще всего Hg или Sn. Метод используют для синтеза функциональнозамещенных и особо чистых натрийорганических соединений.

4) Расщепление эфиров или тиоэфиров металлич. Na, напр.:

5) Присоединение натрийорганических соединений к кратным связям, напр.: Ph₂C=CH₂ + C₅H₁₁NaPh₂CNaCH₂C₅H₁₁.

6) Взаимод. полиядерных ароматич. углеводородов с металлич. Na, обычно в эфире; при этом образуются пара-магн. соед. типа Na⁺ [ArH]^_• и (или) диамагнитные [ArH]^2-2Na ⁺ .

Применяют натрийорганические соединения в орг. синтезе (менее широко, чем литий-и магнийорг. соед.), напр. в синтезе b, g-ненасыщ. карбонильных соед., полиацетиленов, др. элементоорг. соед., таких, как фенилсиланы; для превращения сульфонов в сульфиды; в качестве катализаторов анионной полимеризации непредельных соед.; для термостабилизации полимеров; C₅H₅Na и RC=CNa-в синтезе циклопентадиенильных и ацетиленовых производных др. элементов.

Лит.: Талалаева Т. В., Кочешков К. А., в кн.: Методы элементооргани-ческой химии. Литий, натрий, калий, рубидий, цезий, под ред. А. Н. Несмеянова и К. А. Кочешкова. кн. 2, М., 1971; Comprehensive organometallic chemistry, ed. by G. Wilkinson, v. 1, Oxf.-[a.o.], 1982, p. 43-120.

А.C. Перегудов.