Carbenos N-heterocíclicos: de ligantes a líquidos iónicos (y al revés)

1° Parte: Carbenos N-heterocíclicos (CNHs)

Los carbenos son compuestos que contienen un carbono neutro divalente con un par de electrones libres y se representan comúnmente con la fórmula general R2C.

Los CNHs, también llamados carbenos Arduengo, son diaminocarbenos que forman complejos tipo Fischer con metales de transición[5]. Además, es probablemente la familia de ligantes que más atención ha atraído a partir de la década de los 90s lo que ha provocado grandes avances en el área de química organometálica incluyendo disponibilidad, aplicabilidad y mayor comprensión de su comportamiento químico.

Aspectos históricos del estudio de los CNHs

El origen del estudio de los CNHs se remonta a prácticamente un siglo atrás, cuando en 1925 Tschugajeff y colaboradores[6] informaron sobre la reacción de hidrazina con una solución de platino (II) e isocianuro de metilo (Ecuación 1.1) Obtuvieron lo que probablemente es el primer complejo diaminocarbeno aislado en forma pura. Sin embargo, este carbeno no fue reconocido como tal sino hasta la caracterización que realizaron Shaw, Balch y Enemark[7].

En los años 60s, Wanzlick y Öfele[8] iniciaron las primeras investigaciones en el área reportando la síntesis de los primeros compuestos con CNHs coordinados a metales de transición. Una gran variedad de compuestos de coordinación con CNHs fueron sintetizados desde entonces, principalmente por el grupo de Herrman[9].

Hasta 1988, los compuestos con CNHs fueron reportados coordinados a un centro metálico, sin embargo, en ese año Bertrand y colaboradores[10] aislaron el primer carbeno estable. Desafortunadamente, el carbeno no mostró habilidad para coordinarse con metales de transición. Fue hasta que en 1991 Arduengo et al [11] aislaron y caracterizaron un CNH libre (Ecuación 1.2) cuando el interés en el área aumentó.

Una de las aplicaciones más importantes de los complejos con CNHs es la catálisis. Los complejos se han utilizado en catálisis homogénea en una variedad de reacciones: tales como en la hidrogenación de olefinas, metátesis de olefinas, hidroformilación de olefinas, hidrosililación, polimerización de alquinos y síntesis de furano, entre otras[12]. Esto ha contribuido igualmente a su popularidad.


Referencias

[5] P. Frémonta, N. Marion, S. Nolan, Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 862-892.
[6] L. Tschugajeff, M. Skanawy-Grigorjewa, A. Posnjak. Z. Anorg. Chem. 1925, 148, 37-42.
[7] A. Burke, L. Balch, J. H. Enemark. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 2555–2557.
[8] H.W. Wanzlick. Angew. Chem. Int. Ed. 1962, 1, 75-80.
[9] W.A. Herrmann, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1290–1309.
[10] A. Igau, H. Grutzmacher, A. Baceiredo, G. Bertrand, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6463-6466.
[11] A.J. Arduengo, R.L. Harlow, M. Kline. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 361-363.

[12] S. Díez-González, N. Marion, S. P. Nolan. Chem. Rev. 2009, 109, 3612–3676.

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