Бериллийорганические соединения

Бериллийорганические соединения — соединения, в которых атом бериллия соединён непосредственно с атомом углерода органических функциональных групп. К таким соединениям относятся соединения с общей формулой R2Be и RBeX, где R = Alk, Ar; X = Hal, OR, NH2, H. Соединения R2Be называют симметричными (полными), а RBeX — несимметричными (смешанными).

Физические и химические свойства

Диметилбериллий (CH3)2Be представляет собой твёрдый полимер с цепочечной структурой, в которой метильные группы имеют тетраэдрическое расположение вокруг атомов бериллий. Диметилбериллий легко возгоняется при нагревании в виде димерных и тримерных молекул. Другие вещества R2Be являются высококипящими жидкостями, растворимыми в органических растворителях. Они обладают малой термической стабильностью: при нагревании или перегонке в вакууме диизопропилбериллий превращается в полимерный продукт с выделением пропилена, а дитретбутилбериллий разлагается на гидрид бериллия и изобутилен.

Соединения R2Be самовоспламеняются на воздухе и в атмосфере углекислого газа, энергично реагируют с водой и спиртами с образованием углеводородов и алкоголятов:

R 2 B e + 2 H 2 O → 2 R H + B e ( O H ) 2 {displaystyle {mathsf {R_{2}Be+2H_{2}O ightarrow 2RH+Be(OH)_{2}}}}

Они образуют стабильные комплексы с электронодонорными лигандами, в частности, с эфирами, фосфинами и аминами, причём стабильность этих комплексов увеличивается в ряду O<P<N.

Диметилбериллий реагирует с диоксидом углерода в эфирном растворе с образованием ацетата бериллия:

( C H 3 ) 2 B e + C O 2 → ( C H 3 C O O ) 2 B e {displaystyle {mathsf {(CH_{3})_{2}Be+CO_{2} ightarrow (CH_{3}COO)_{2}Be}}}

Диэтилбериллий в тех же условиях приводит к пентан-3-олу.

Несимметричные бериллийорганические соединения RBeX — твёрдые вещества, хорошо растворяющиеся в аминах и простых эфирах. Они могут иметь равновесную структуру:

2 R B e X ⇄ R 2 B e ⋅ B e X 2 {displaystyle {mathsf {2RBeX ightleftarrows R_{2}Becdot BeX_{2}}}}

Аналогичное равновесие может наблюдаться и в растворах:

2 R B e X ⇄ R 2 B e + B e X 2 {displaystyle {mathsf {2RBeX ightleftarrows R_{2}Be+BeX_{2}}}}

Их реакционная способность меньше, чем у симметричных R2Be: не реагируют с диоксидом углерода, их эфирные растворы устойчивы на воздухе, хотя в твёрдом виде они также самовоспламеняются. При нагревании они разлагаются с выделением R2Be, в воде гидролизуются с выделением углеводородов.

Бериллийорганические соединения токсичны. При воздействии на кожу или органы дыхания могут привести к бериллиозу.

Получение и применение

Соединения вида R2Be синтезируют реакцией хлорида бериллия с реактивами Гриньяра с образованием эфиратов R2Be, либо реакцией металлического бериллия с диалкил- или диарилртутью. Алкилирование (арилирование) бериллия возможно также с соответствующими органическими соединениями натрия RNa и ArNa.

Чистые RBeX синтезируют длительным нагреванием порошка бериллия с RX в углеводородных растворителях. RBeX также получают в виде эфиратов при нагревании металлического бериллия с эфирными растворами RX в присутствии катализатора HgCl2.

Бериллийорганические соединения могут применяться как катализаторы полимеризации олефинов. Разработаны способы получения из бериллийорганических соединений металлического бериллия высокой чистоты.