Organosinkkiyhdisteet

Orgaaninen sinkkiyhdiste eli organosinkkiyhdiste on sinkkiyhdiste, joka sisältää sinkin ja hiilen välisen kovalenttisen sidoksen.

Historia ja ominaisuudet
Orgaaniset sinkkiyhdisteet ovat ensimmäisiä valmistettuja organometalliyhdisteitä. Dietyylisinkkiä valmisti ensimmäisenä Edward Frankland vuonna 1849 sinkkimetallin ja jodietaanin välisellä reaktiolla. Tyypillisimpiä sinkkiyhdisteitä ovat dialkyyli- tai diaryylisinkit R2Zn, alkyyli- tai aryylisinkkihalogenidit RZnX tai organosinkaatit M[R3Zn]. Nämä yhdisteet ovat tyypillisesti nesteitä, jotka ovat pyroforisia eli voivat syttyä spontaanisti ilman vaikutuksesta. Alkyylisinkkiyhdisteet esiintyvät monomeereinä eivätkä polymerisoidu, toisin kuin organoberylliumyhdisteet ja organomagnesiumyhdisteet, joita ne muuten muistuttavat ominaisuuksiltaan. Halogenidit voivat muodostaa dimeerejä halogenidi-ionin välityksellä.

Valmistus ja reaktioita
Tyypillisin tapa valmistaa dialkyylisinkkiyhdisteitä on alkyyli- tai aryylihalogenidin ja sinkkimetallin välinen reaktio. Käytetyimpiä ovat alkyylijodidit ja -bromidit. Näin tuotetaan esimerkiksi dietyylisinkkiä.
2 CH3CH2I + 2 Zn → (CH3CH2)2Zn + ZnI2
Dialkyylisinkkiyhdisteistä voidaan valmistaa myös muita dialkyylisinkkiyhdisteitä reaktiolla alkyylijodidien kanssa. Katalyyttinä käytetään usein kuparijodidia. Toinen tapa on valmistaa alkeeneista hydroboraatioreaktion ja vaihtoreaktion kautta orgaanisia sinkkiyhdisteitä.

Erityisesti aryylisinkkiyhdisteitä valmistetaan transmetallaatioreaktiolla käyttäen diaryylielohopeaa. Tämän reaktion huonoja puolia ovat hitaus ja huono saanto. Toinen transmetallaatioreaktio on reaktio Grignard-reagenssin kanssa. Näin muodostuu alkyylisinkkihalogenideja.

Orgaanisen snkkiyhdisteen reaktiivisuus riippuu sen rakenteesta. Yleisesti ottaen ne eivät ole yhtä emäksisiä ja voimakkaita nukleofiilejä tai alkyloivia reagensseja kuin Grignard-reagenssit, jotka ovatkin useassa käyttökohteessa korvanneet ne. Toisaalta ne ovat selektiivisempiä, eivätkä reagoi niin monen funktionaalisen ryhmän kanssa kuin Grignard-reagenssit ja suojaryhmien käytön tarve on vähäisempi. Dialkyylisinkkiyhdisteen ovat reaktiivisempia kuin sinkkialkyylien halogenidit. Allyylinen orgaaninen ryhmä lisää reaktiivisuutta kaksoissidoksen vaikutuksen vuoksi.

Orgaanisia sinkkiyhdisteitä voidaan käyttää ketonien synteesissä, karbonyyliyhdisteiden reaktioissa, kytkentäreaktioissa, kuten Negishi-kytkennässä, josta kehittäjänsä Ei-ichi Negishi sai Nobelin kemianpalkinnon vuonna 2010, alkenylaatioreaktioissa ja konjugaattiadditiossa. Usein reaktioissa käytetään siirtymämetallikatalyyttiä. Tyypillisimmät reaktiot, joissa käytetään orgaanisia sinkkiyhdisteitä ovat Reformatski-reaktio, jossa halogeenin α-asemassa sisältävät karboksyylihapot muodostavat sinkkiyhdisteen välituotteena ja reagoivat aldehydien tai ketonien kanssa muodostaen β-hydroksiesterin ja Simmons–Smith-reaktio, jossa dijodimetaanin ja sinkin muodostama karbenoidikompleksi reagoi alkeenin kanssa muodostaen syklopropaanirenkaan.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Sinkkiyhdisteet
Organometalliyhdisteet