मेटासाईकल (धातुचक्र)

कार्बधात्विक रसायन विज्ञान में, मेटासाईकल (धातुचक्र) एक कार्बोसायक्लिक यौगिक का व्युत्पन्न होता है।जिसमें एक धातु ने कम से कम एक कार्बन केंद्र को बदल दिया है; यह कुछ सीमा तक हेटरोसायकल के समान है। उत्प्रेरण में धातुचक्र प्रायः प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती के रूप में प्रकट होते हैं, उदा: ओलेफिन मेटाथिसिस और एल्काइन ट्रिमराइजेशन है। कार्बनिक संश्लेषण में, C-H सक्रियण के माध्यम से एरीन रिंगों के प्रक्रिया के लिए निर्देशित ऑर्थो मेटलेशन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।  एक मुख्य प्रभाव यह है कि चक्रीय कार्बन यौगिक पर धात्विक परमाणु प्रतिस्थापन विशिष्ट धातुओं के बड़े आकार के कारण ज्यामिति को विकृत कर रहा है।

वर्गीकरण
सामान्यतया, धातु चक्र दो धातु कार्बन बांड के साथ चक्रीय यौगिक होते हैं।

रिंगों में धातुओं से युक्त कई यौगिकों को जाना जाता है, उदाहरण के लिए, कीलेट रिंग्स है। सामान्यतया, ऐसे यौगिकों को धातुचक्र के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है, परंतु नामकरण समागम का कठोरता से पालन नहीं किया जाता है। समन्वय रसायन विज्ञान और अतिआणविक रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, उदाहरणों में मेटलक्राउन, मेटलक्रिप्टैंड, मेटलहेलिस और आणविक चक्र सम्मिलित है।

मेटासाईकल की कक्षाएं
धातु-अल्कीन परिसरों को सबसे छोटी धातुचक्र के रूप में देखा जा सकता है, परंतु उन्हें सामान्यतया धातुचक्र के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है।  डेवर-चैट-डंकन्सन मॉडल में, M(η2-alkene) केंद्र के लिए एक अनुनाद संरचना मेटलैसाइक्लोप्रोपेन है।

मेटलसाइक्लोब्यूटेन
पैरेंट मेटलसाइक्लोब्यूटेन का सूत्र LnM(CH2)3 है, जहां L, M से जुड़ा एक संलग्न है। एक स्थिर उदाहरण (PPh3)2Pt(CH2)3 है, पहला उदाहरण प्लेटिनम में साइक्लोप्रोपेन के ऑक्सीडेटिव जोड़ द्वारा तैयार किया गया था।

मेटालसीक्लोब्यूटेन इंटरमीडिएट एल्केन मेटाथेसिस और एथिलीन के ओलिगोमेराइजेशन और डिमराइजेशन में सम्मिलित हैं। एल्केन मेटाथिसिस में, चाउविन तंत्र एक इलेक्ट्रोफिलिक धातु कार्बेन उत्प्रेरक पर एल्केन के धर्षण का आह्वान करता है।  इस काम ने ओलेफिन मेटाथिसिस के लिए चाउविन तंत्र को मान्य करने में सहायता की।

मेटलसाइक्लोपेंटैडिन्स और मेटलबेन्जीन
जनक मेटलासाइक्लोपेंटैडिएन का सूत्र LnM(CH)4है। अधिकांश Co(I) और Zr(II) के डेरिवेटिव जैसे कम वैलेंट धातु केंद्रों पर दो अल्काइनों के युग्मन से उत्पन्न होते हैं।  लेट मेटल डेरिवेटिव्स (Co, Ni) अल्केन्स से एरेन्स के धातु-उत्प्रेरित ट्रिमराइजेशन में मध्यवर्ती हैं।  प्रारंभिक धातु डेरिवेटिव, यानी Ti और Zr के डेरिवेटिव, स्टोइकियोमेट्रिक रूप से उपयोग किए जाते हैं।  उदाहरण के लिए, जिरकोनिया साइक्लोपेंटाडिनी Cp2ZrC4Me4 के लिए एक उपयोगी वाहक C4Me42−  है।   सबसे पुराने धातु चक्रों में से कुछ फेरोल हैं, जो सूत्र Fe2(C2R4)(CO)6. डाइमेटैलासाइक्लोपेंटैडिएन कॉम्प्लेक्स हैं।  वे अल्काइनों के युग्मन के साथ-साथ थियोफेन्स के डीसल्फराइजेशन से प्राप्त होते हैं।

मूल धातु साइक्लोबेंजीन का सूत्र LnM(CH)5 है।उन्हें बेंजीन के डेरिवेटिव के रूप में देखा जा सकता है जिसमें CH केंद्र को संक्रमण धातु परिसर द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।

मेटलसाइक्लोपेंटेन्स
पैरेंट मेटलसाइक्लोपेंटेन का सूत्र LnM(CH2)4 है।  इस तरह के यौगिक धातु उत्प्रेरित डिमराइज़ेशन, ट्रिमराइज़ेशन, और एथिलीन के टेट्रामेराइज़ेशन में क्रमशः but-1-ene, hex-1-ene और oct-1-ene देते हैं।  एथिलीन और धातु ऑक्साइड से विषम एल्कीन मेटाथेसिस उत्प्रेरक के विकास में मध्यवर्ती के रूप में मेटलसाइक्लोपेंटेन का उपयोग किया जाता है।  मेटलसीक्लोपेंटेन इंटरमीडिएट्स को मेटलसाइक्लोब्यूटेन के लिए आइसोमराइज़ करने का प्रस्ताव है, जो फिर एल्काइलिडीन देने वाले प्रोपीलीन को अंत कर देता है।

ऑर्थो-मेटलेशन
मेटालसाइकल प्रायः एरीन युक्त डोनर लिगेंड के चक्रीकरण से उत्पन्न होते हैं, उदा: एरील फॉस्फिन्स और एमाइन है। एक प्रारंभिक उदाहरण IrCl(PPh3)3 का चक्रीकरण है, जिससे संबंधित Ir(III) हाइड्राइड को चार-सदस्यीय IrPCC रिंग से युक्त किया जा सके। पैलेडियम (II) और प्लेटिनम (II) लंबे समय से ऑर्थो-मेटालेट एरोमैटिक लिगैंड्स जैसे एज़ोबेंजीन, बेंज़िलमाइन्स और 2-फेनिलपाइरीडीन के लिए जाने जाते हैं। ये प्रतिक्रियाएं थोरपे-इंगोल्ड प्रभाव सहित प्रतिस्थापन प्रभावों से दृढ़ता से प्रभावित होती हैं। जिन संलग्न में एरिल पदार्थों की कमी होती है, वे कभी-कभी मिथाइल समूहों के सक्रियण के माध्यम से साइक्लोमेटालेट करते हैं, एक प्रारंभिक उदाहरण मिथाइलफोस्फीन संलग्न का आंतरिक ऑक्सीडेटिव जोड़ है। मेटलसाइकिल गठन आणविक CH सक्रियण प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करता है। इस कारण से, विशेष पिनरलिगैंड्स,विकसित किए गए हैं जो ऑर्थो-मेटलेशन का विरोध करते हैं।