Caracteritzat el primer intermedi resultat de la inserció d’un metall de transició a l’enllaç C-H del metà

Molt recentment, la Societat Catalana de Química ha publicat el cinquè volum de la sèrie Clàssics de la Química dedicat aquest cop a un article d’Edward Frankland escrit l’any 1852 titulat “Sobre una nova sèrie de compostos orgànics que contenen metalls“. En aquest article Frankland descriu els primers compostos organometàl·lics (compostos orgànics que contenen metalls) coneguts: el dimetilzinc (Zn(CH3)2), el dietilzinc (Zn(C2H5)2) i altres dialquilzinc o diarilzinc de pes molecular més gran obtinguts per reacció dels corresponents iodurs d’alquil amb zinc metàl·lic. Per aquesta contribució, Frankland es considera el pare de la química organometàl·lica. Curiosament, i malgrat la importància dels seus descobriments, i a diferència d’altres contemporanis seus, les contribucions de Frankland han passat més aviat desapercebudes.

Figura 1. L'hidrur de metilzinc capturat per Ziurys i col·laboradors.

Un segle i mig després del descobriment del dimetilzinc, (Zn(CH3)2), el primer compost organometàl·lic, i coincidint amb la publicació abans esmentada de la Societat Catalana de Química, s’ha publicat al Journal of American Chemical Society la síntesi i caracterització de l’hidrur de metilzinc dibuixat a la Figura 1. La síntesi l’ha assolit el grup de Ziurys i col·laboradors a la Universitat d’Arizona per reacció directa del metà amb zinc metàl·lic i a través d’una descàrrega elèctrica. Per la caracterització del compost i determinació de l’estructura s’ha fet servir espectroscòpia de microones d’alta resolució combinada amb la substitució isotòpica dels àtoms d’H i C.

L’estructura del dimetilzinc és la mateixa que la de l’hidrur de metilzinc canviant un grup metil (CH3) per un àtom d’H. Quin interès pot tenir un compost com aquest tan semblant a un sintetitzat fa 150 anys? Doncs bé, la importància de la síntesi és que es tracta de la primera estructura química ben caracteritzada formada per l’addició oxidativa de l’enllaç C-H del metà a un metall de transició. L’addició oxidativa d’un enllaç C-H és un pas de reacció habitual en molts processos de la química organometàl·lica. L’intermedi que es forma és poc estable i fins al moment mai s’havia pogut caracteritzat cap d’aquests intermedis i l’única font informació que se’n tenia era la procedent dels càlculs computacionals. La síntesi i caracterització de l’hidrur de metilzinc dóna informació experimental sobre un pas de reacció relativament desconegut. D’aquí el seu interès.

Per acabar dir-vos que l’activació C-H per metalls de transició és un dels temes de recerca més fructífers del departament de Química de la Universitat de Girona. Concretament els Drs. Xavi Ribas i Miquel Costas del grup experimental de Catàlisi i Bioinorgànica porten anys aportant nous coneixements en aquest camp sovint recolzant els seus descobriments amb els càlculs teòrics realitzats per membres de l’Institut de Química Computacional com és el cas d’aquest article recent.