Eencarbonylering is een begrip uit deorganische enanorganische chemie, die verwijst naar een typechemische reactie waarbijkoolstofmonoxide (CO) in eenorganische, dan welanorganische verbinding wordt gebracht. Gezien de hoge mate vanreactiviteit en de relatief hogeabundantie van koolstofmonoxide, wordt dit proces ook op industriële schaal uitgevoerd.
Tal van organische verbindingen wordengesynthetiseerd middels een carbonylering, omdat deze reactie hoog-selectief is. Carbonylering wordt onder meer gebruikt voor de bereiding vanorganische carbonylverbindingen, zoalscarbonzuren,aldehyden enketonen.
Dehydroformylering is een type carbonylering, waarbijwaterstofgas en koolstofmonoxide (dit gasmengsel staat bekend onder de naamsyngas)geaddeerd worden aan een dubbele binding, waardoor een aldehyde wordt gevormd. De reactie moet wordengekatalyseerd:
DeReppe-reactie, genoemd naar de Duitse scheikundigeWalter Reppe, is een organische reactie waarbij koolstofmonoxide en een protondonor worden gebonden aan een organisch substraat. Op grote schaal wordt deze reactie toegepast in hetMonsanto- en hetCativa-proces, die beidenmethanol omzetten inazijnzuur. Evenzo kanazijnzuuranhydride bereid worden door carbonylering vanmethylacetaat.[1] Deze reacties hebben allen nood aan een metaalkatalysator (veelalpalladium ofplatina), om het koolstofmonoxide reactief te maken en op de juiste plaats te binden.
DeKoch-reactie is ook een type carbonylering, waarbij een carbonzuur of eenester wordt bereid door de reactie van eenalkeen met koolstofmonoxide enwater, met eensterk zuur als katalysator.
In de anorganische chemie worden carbonyleringen voornamelijk gebruikt voor de synthese van carbonylverbindingen en-complexen. Het betreft voornamelijk de carbonylering vantransitiemetalen, waardoormetaalcarbonylcomplexen worden gevormd. Deze komen tot stand doordat het centraal metaalion beschikt over vrijed-orbitalen, die hetvrij elektronenpaar opkoolstof coördinatief kunnen binden. De algemene brutoformule van zo'n metaalcarbonylcomplex is M(CO)xLy, waarbij M het centrale metaalion is, CO het geaddeerde koolstofmonoxide is en L één of meerdere andereliganden voorstelt.[2]
IJzer ennikkel reageren meteen met CO, waarbij respectievelijkijzerpentacarbonyl ennikkeltetracarbonyl worden gevormd. De meeste andere transitiemetalen vormen minder direct een carbonylcomplex.
De omgekeerde reactie bestaat eveneens: organische of anorganische verbindingen die koolstofmonoxide verliezen. Een dergelijke decarbonylering worden veel toegepast bij de omzetting van aldehyden inalkanen, met een metaalcomplex als katalysator:[3]
Ketonen en andere carbonylverbindingen zijn echter meer resistent aan een decarbonylering. Bovendien zijn decarbonyleringen niet de meest populaire reacties, omdat eenfunctionele groep (en meestal reactieve) verloren gaat.
Metaalcarbonylcomplexen ondergaan makkelijk een decarbonylering, meestal onder invloed vanfotonen.
Handboek:(en)C. Elschenbroich -Organometallics (2006), Wiley-VCH: Weinheim.ISBN 978-3-527-29390-2Handboek:(en)J.F. Hartwig (2010) -Organotransition Metal Chemistry, from Bonding to Catalysis, University Science Books: New York.