Enllaç C-Xe

En la química organometàl·lica, els compostos d'organoxenó són compostos que contenen un enllaç químic de carboni amb xenó (enllaç C-Xe). Els primers compostos d'organoxenó eren divalents, com $(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_2\mathrm{X}\mathrm{e}$. El primer compost d'organoxenó tetravalent, $[\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2][\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4]$, es va sintetitzar el 2004. Fins ara, s'han investigat més d'un centenar de compostos d'organoxenó.

La majoria dels compostos d'organoxenó són més inestables que els fluorurs de xenó a causa de l'alta polaritat. Els dos dipols moleculars del difluorur de xenó ($\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2$) i el tetrafluorur de xenó ($\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4$) són tots dos 0 D. Els primers sintetitzats només contenen grups perfluor, però més tard es van trobar alguns altres grups, per exemple 2,4,6-triflurofenil.

Xe(II)

El compost d'organoxenó bivalent més habitual és $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}$, que s'utilitza sempre com a precursor d'altres compostos d'organoxenó. A causa de la inestabilitat del fluorur de xenó, és impossible sintetitzar compostos d'organoxenó utilitzant reactius orgànics generals. Entre els agents de fluoració més utilitzats s'inclouen: $\mathrm{C}\mathrm{d}(\mathrm{A}\mathrm{r}{\phantom{A}}_{\mathrm{F}}){\phantom{A}}_2$ (el subíndex «F» significa aril amb fluor), $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$, i $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{M}\mathrm{e}{\phantom{A}}_3$ (s'ha d'utilitzar juntament amb el fluor).

Amb l'ús d'àcids de Lewis més forts, com ara $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{B}{\phantom{A}}_{\mathrm{F}}2$, es poden produir com a compostos iònics $[\mathrm{R}\mathrm{X}\mathrm{e}][\mathrm{A}\mathrm{r}{\phantom{A}}_{\mathrm{F}}\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3]$. Així, per exemple, es preparen els compostos alquenil i alquil organoxenó, $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{F}=\mathrm{C}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2$ i $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$.

A continuació es detallen algunes reaccions típiques:

$\begin{array}{cc}2\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}+\mathrm{C}\mathrm{d}(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_2& ⟶\mathrm{X}\mathrm{e}(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{d}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\downarrow \\ \mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}+\mathrm{M}\mathrm{e}{\phantom{A}}_3\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{N}& ⟶\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{N}+\mathrm{M}\mathrm{e}{\phantom{A}}_3\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{F}\\ \mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}+\mathrm{C}\mathrm{d}(2,4,6\text{-}\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2& ⟶2,4,6\text{-}\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_3\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5+\mathrm{C}\mathrm{d}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\downarrow \end{array}$

La tercera reacció també produeix $(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_2\mathrm{X}\mathrm{e}$, $\mathrm{X}\mathrm{e}(2,4,6\text{-}\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2$, etc.

El precursor $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}$ es pot preparar mitjançant la reacció del trimetil(pentaflurofenil)silà $(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{M}\mathrm{e}{\phantom{A}}_3)$ i difluorur de xenó. Afegint fluorur a l'adductor de $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}$ i el pentafluorur d'arsènic és un altre mètode.

També es coneixen compostos d'arilxenó amb menys substituents de fluor. Per exemple, s'han preparat $2,6\text{-}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{X}\mathrm{e}{\phantom{A}}^{+}\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ i $4\text{-}\mathrm{F}\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{X}\mathrm{e}{\phantom{A}}^{+}\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$, i s'ha obtingut una estructura cristal·lina de la primera, que consisteix en una forma formal de Xe 1-coordinat amb un contacte llarg i feble amb un F sobre l'anió de tetrafluoroborat.

Xe(IV)

El 2000, Karel Lutar i Boris Žemva et al. van produir un compost iònic. Van tractar tetrafluorur de xenó i difluor(pentaflurofenil)borà amb diclorometà a -55 °C:

No s'ha pogut entendre (error de sintaxi): {\displaystyle \ce{XeF4{} + C6F5BF2 ->[{}\atop -55^\circ \ce C][\ce{CH2Cl2}] [C6F5XeF2]^+BF4^-}}

El compost és un agent fluorant extremadament fort i és capaç de convertir $(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_3\mathrm{P}$ a $(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_3\mathrm{P}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2$, $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{I}$ a $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{I}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2$, i iode al pentafluorur de iode.