Carbometallazione

Con il termine carbometallazione in chimica organometallica si intende in generale l'addizione nucleofila di un legame carbonio–metallo ad un legame multiplo carbonio–carbonio.^[1] Il termine carbometallazione fu introdotto da Ei-ichi Negishi nel 1978,^[2] e in seguito è stato rapidamente adottato nella chimica organometallica.^[3]

Nella reazione di carbometallazione il composto organometallico può essere di vario tipo, comprendendo reattivi di organo-litio, reattivi di organo-rame, reattivi di Grignard, e composti di altri metalli. I substrati organici insaturi più comuni sono alcheni e alchini, ma sono state usate anche altre classi di composti come dieni coniugati, alleni e polieni. Nella figura seguente è esemplificato il caso della reazione tra un alchino e un generico composto organometallico R"–M:

Si può notare che la carbometallazione converte inizialmente un composto organometallico in un altro composto organometallico con un residuo organico più grande. L'addizione può produrre l'isomero cis o trans, e quindi con alchini asimmetrici il controllo della regioselettività è importante dato che il composto organometallico può addizionarsi in due modi diversi. Il prodotto formato può essere isolato se è più stabile dell'organometallo iniziale, altrimenti possono seguire altri processi. Nella figura è esemplificata la rimozione del metallo tramite un elettrofilo E⁺, ma sono comuni anche reazioni di oligomerizzazione e polimerizzazione del doppio legame.

Un esempio specifico di reazione di carbometallazione è l'addizione di etillitio al difenilacetilene (in alto nella figura seguente) come primo passo per la sintesi di tamoxifene.^[4] Il litio presente nel prodotto di addizione (tra parentesi quadre) è rimosso con triisopropilborato, formando un acido boronico R–B(OH)₂. Un ulteriore passaggio (reazione di Suzuki) porta infine al tamoxifene (in basso a sinistra nella figura).

• (EN) N. F. McKinley e D. F. O'Shea, Carbolithiation of Diphenylacetylene as a Stereoselective Route to (Z)-Tamoxifen and Related Tetrasubstituted Olefins, in J. Org. Chem., vol. 71, n. 25, 2006, pp. 9552-9555, DOI:10.1021/jo061949s.
• (EN) E. Negishi e T. Novak, C–C Bond Formation (Part 1) by Addition Reactions: through Carbometallation Mediated by Group 4–7 Metals, in R. H. Crabtree e D. M. P. Mingos (a cura di), Comprehensive Organometallic Chemistry III, vol. 10, Elsevier, 2007, ISBN 978-0-08-045047-6.
• (EN) J. F. Normant e A. Alexakis, Carbometallation (C-Metallation) of Alkynes: Stereospecific Synthesis of Alkenyl Derivatives, in Synthesis, n. 11, 1981, pp. 841-870, DOI:10.1055/s-1981-29622.
• (EN) D. E. Van Horn e E. Negishi, Selective carbon-carbon bond formation via transition metal catalysts. 8. Controlled carbometalation. Reaction of acetylenes with organoalane-zirconocene dichloride complexes as a route to stereo- and regio-defined trisubstituted olefins, in J. Am. Chem. Soc., vol. 100, n. 7, 1978, pp. 2252-2254, DOI:10.1021/ja00475a058.

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