The reactivity of the high-energy intermediates formed in the reactions of Group 13 metal atoms and aromatic alkenes

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Abstract

Group 13 metal atoms were reacted with aromatic alkenes in a specialized metal atom reactor known as a “rotating cryostat.” The nature of the intermediates formed was deduced from a GC-MS study of their hydrolysis and deuterolysis products. The product studies suggest that 2-phenylaluminacyclopropane, cis- and trans-3,4-diphenylaluminacyclopentane, and cis- and trans- 2,4-diphenylaluminacyclopentane are formed when Al atoms react with styrene, and 2-methyl-2-phenylaluminacyclopropane and 3,4-dimethyl- 3,4-diphenylaluminacyclopentane are formed when Al atoms react with α -methylstyrene. These findings are consistent with the radicals detected in the EPR spectroscopic studies of Al-alkene reaction mixtures prepared under similar conditions. Mechanisms for the formation of the organoaluminium intermediates are discussed. Analogous organogallium intermediates are formed when gallium atoms react with styrene. The reductive coupling of styrene did not occur when In and Tl atoms were used. Only trace quantities of phenylethane were detected in the hydrolyzed reaction mixture.

On a fait réagir des atomes de métaux du groupe 13 avec des alcènes aromatiques dans le réacteur à atomes de métaux connu sous le nom de « cryostat rotatif ». On a déduit la nature des intermédiaires formés en se basant sur une étude de CG-SM de leurs produits d'hydrolyse et de deutérolyse. Les études sur la nature des produits suggèrent que, lorsqu'on fait réagir des atomes d'aluminium avec le styrène, il se forme du 2-phénylaluminacyclopropane, des cis- et trans-3,4- diphénylaluminacyclopentanes et des cis- et trans-2,4-diphénylaluminacyclopentanes; lorsqu'on fait réagir des atomes d'aluminium avec l' α -méthylstyrène, il se forme du 2-méthyl-2-phénylaluminacyclopropane et du 3,4-diméthyl-3,4-diphénylaluminacyclopentane. Ces résultats sont en accord avec les radicaux détectés lors d'études RPE de mélanges provenant de réactions Al-alcènes effectuées dans des conditions semblables. On discute des mécanismes de formation des intermédiaires organoaluminium. Des intermédiaires organogallium semblables se forment lorsqu'on fait réagir des atomes de gallium avec le styrène. Le couplage réducteur du styrène ne se produit pas lorsqu'on utilise des atomes d'In et de Ti. On ne détecte que de très faibles quantités de phényléthane par hydrolyse des mélanges réactionnels.

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