
Los complejos de carboxilato de metales de transición son complejos de coordinación con ligandos carboxilato ( RCO⁻² ) . Como reflejo de la diversidad de los ácidos carboxílicos, el repertorio de carboxilatos metálicos es extenso. Muchos tienen utilidad comercial y otros han sido objeto de un intenso estudio académico. Los carboxilatos presentan diversos modos de coordinación, siendo los más comunes κ¹ ( monodentado en el oxígeno ), κ² ( bidentado en las regiones O y O ) y puente.
Acetato y monocarboxilatos relacionados
Estructura y enlaces
Los carboxilatos se unen a metales individuales mediante uno o ambos átomos de oxígeno, denotándose respectivamente κ 1 - y κ 2 -. En términos de conteo de electrones , los carboxilatos κ 1 son ligandos de tipo "X", es decir, similares a los pseudohaluros. Los carboxilatos κ 2 son ligandos "LX", es decir, se asemejan a la combinación de una base de Lewis (L) y un pseudohaluro (X). Los carboxilatos se clasifican como ligandos duros, según la teoría HSAB .
- Estructuras de acetatos metálicos seleccionados


acetato de plata
Acetato de molibdeno(II) , que ilustra el enlace cuádruple Mo–Mo. [ 1 ]
[CoO(acetato)] 4 , el " Das cubano "
Segmento de la cadena Co(OAc) 2 (H 2 O), [ 2 ] que ilustra dos modos para la unión de ligandos carboxilato.
Para los carboxilatos simples, los complejos de acetato son ilustrativos. La mayoría de los acetatos de metales de transición son complejos de ligandos mixtos. Un ejemplo común es el acetato de níquel hidratado , Ni (O₂CCH₃ ) ₂ ( H₂O ) ₄ , que presenta enlaces de hidrógeno intramoleculares entre los oxígenos no coordinados y los protones de los ligandos acuosos . Los complejos estequiométricamente simples suelen ser multimetálicos. Una familia son los acetatos de metales básicos , de la estequiometría [M₃O ( OAc) ₆ ( H₂O ) ₃ ] n⁺ . [ 3 ]
complejos homolépticos
Los complejos de carboxilato homolépticos suelen ser polímeros de coordinación . Pero existen excepciones.
- Un monocarboxilato molecular es el acetato de plata , Ag 2 (OAc) 2 .
- Los diacetatos moleculares son más comunes. Varios diacetatos adoptan la estructura de linterna china . Ejemplos bien estudiados incluyen los tetraacetatos de dimetal (M₂ ( OAc) ₄ ), entre los que se encuentran el acetato de rodio(II) , el acetato de cobre(II) , el acetato de molibdeno(II) y el acetato de cromo(II) . El diacetato de platino y el diacetato de paladio presentan núcleos de Pt₄ y Pd₃ , lo que ilustra aún más la tendencia de los ligandos acetato a estabilizar estructuras multimetálicas.
- Los tricarboxilatos mononucleares incluyen derivados del ácido 1-adamantanocarboxílico , que tienen la fórmula [M(O₂CC₁₀H₁₁ ) ₃ ] ⁻ ( M = Co, Ni, Zn). Los carboxilatos son bidentados. [ 4 ]
Síntesis
Muchos métodos permiten la síntesis de carboxilatos metálicos. A partir de ácido carboxílico preformado, se han demostrado las siguientes rutas: [ 5 ]
- Reacciones ácido-base: L n MOR′ + RCO 2 H → L n MO 2 CR + R′OH
- protonólisis: L n M(alquilo) + RCO 2 H → L n MO 2 CR + alcano
- Adición oxidativa : L n M + RCO 2 H → L n (H)MO 2 CR
A partir de carboxilatos preformados, son comunes las reacciones de metátesis de sales :
- L norte MCl + RCO 2 Na → L norte MO 2 CR + NaCl
Algunos óxidos metálicos reaccionan con anhídrido acético para dar carboxilatos. Algunos ejemplos son el acetato de cromilo ( CrO2 ( O2CCH3 ) 2 ) [ 6 ] y el acetato de vanadilo ( VO (O2CCH3 ) 2 ) .
Los carboxilatos metálicos pueden prepararse mediante la carboxilación de alquilos metálicos altamente básicos:
- L n MR + CO 2 → L n MO 2 CR
Reacciones
Una reacción común de los carboxilatos metálicos es su desplazamiento por ligandos más básicos. El acetato es un grupo saliente común . Son especialmente propensos a la protonólisis, que se utiliza ampliamente para introducir ligandos, desplazando el ácido carboxílico. De esta forma, se produce octaclorodimolibdato a partir de tetraacetato de dimolibdeno :
- Mo 2 (O 2 CCH 3 ) 4 + 4 HCl + 4 KCl → K 4 [ Mo 2 Cl 8 ] + 4 CH 3 CO 2 H
Se propone que los acetatos de metales electrófilos funcionen como bases en reacciones concertadas de metalación-desprotonación . [ 7 ]
Los intentos de preparar algunos complejos de carboxilato, especialmente para metales electrófilos, suelen dar lugar a derivados oxo. Ejemplos de ello son los oxoacetatos de Fe(III), Mn(III) y Cr(III). La pirólisis de carboxilatos metálicos produce anhídridos de ácido y el óxido metálico. Esta reacción explica la formación de acetato de zinc básico a partir de diacetato de zinc anhidro .
En algunos casos, los carboxilatos monodentados sufren O- alquilación para dar ésteres. Se requieren agentes alquilantes fuertes.
Otros carboxilatos
Muchos carboxilatos forman complejos con metales de transición. Los carboxilatos de alquilo y arilo simples se comportan de manera similar a los acetatos. Los trifluoroacetatos difieren en los complejos mononucleares porque suelen ser monodentados, por ejemplo [Zn(κ 2 -O 2 CCH 3 ) 2 (OH 2 ) 2 ] frente a [Zn(κ 1 -O 2 CCF 3 ) 2 (OH 2 ) 4 ]. [ 8 ]
Aplicaciones
Naftenatos metálicos y etilhexanoatos

Estructura de un ácido nafténico representativo, que forma diversos complejos con metales de transición.
Los ácidos nafténicos , mezclas de ácidos carboxílicos de cadena larga y cíclicos extraídos del petróleo, forman complejos lipofílicos (a menudo llamados sales) con metales de transición. Estos naftenatos metálicos tienen la fórmula M(naftenato) ₂ o M₃O ( naftenato) ₆ y presentan diversas aplicaciones [ 9 ] [ 10 ] , entre las que se incluyen detergentes sintéticos , lubricantes , inhibidores de corrosión, aditivos para combustibles y aceites lubricantes, conservantes de madera , insecticidas , fungicidas , acaricidas , agentes humectantes , agentes espesantes y agentes secantes de aceite . Entre los naftenatos de utilidad industrial se encuentran los de aluminio, magnesio, calcio, bario, cobalto, cobre, plomo, manganeso, níquel, vanadio y zinc. [ 10 ] Un ejemplo ilustrativo es el uso del naftenato de cobalto para la oxidación del tetrahidronaftaleno a hidroperóxido. [ 11 ]

Al igual que el ácido nafténico, el ácido 2-etilhexanoico forma complejos lipofílicos que se utilizan en la síntesis química orgánica e industrial . Funcionan como catalizadores en polimerizaciones , así como en reacciones de oxidación y como agentes desecantes de aceite . [ 12 ] Los etilhexanoatos metálicos se denominan jabones metálicos. [ 13 ]
Aminopolicarboxilatos
complejo metálico con el anión EDTA
bis(iminodiacetato) férrico
Sitio activo de la hemeritrina, un carboxilato de hierro transportador de O₂.
Una familia de carboxilatos metálicos de importancia comercial se deriva de aminopolicarboxilatos como el EDTA 4− . Relacionados con estos agentes quelantes sintéticos se encuentran los aminoácidos , que forman grandes familias de complejos de aminoácidos . Dos aminoácidos, el glutamato y el aspartato, tienen cadenas laterales de carboxilato, que funcionan como ligandos para el hierro en proteínas de hierro no hemo, como la hemeritrina . [ 14 ]
Estructuras metalorgánicas (MOF)
Los marcos metalorgánicos , polímeros de coordinación tridimensionales y porosos, a menudo se derivan de clústeres de carboxilato metálico. Estos clústeres, denominados unidades de enlace secundarias (SBU), suelen estar unidos por las bases conjugadas de los ácidos bencenodi- y -tricarboxílicos. [ 15 ]
Reactivos para síntesis orgánica

Se ha afirmado que "los carboxilatos de cobalto son los catalizadores homogéneos más utilizados en la industria" ya que se utilizan en la oxidación del p-xileno a ácido tereftálico . [ 16 ]
El acetato de paladio(II) se ha descrito como "uno de los complejos de metales de transición más utilizados en la síntesis orgánica catalizada por metales". Muchas reacciones de acoplamiento emplean este reactivo, que es soluble en disolventes orgánicos y contiene una base de Brønsted incorporada (acetato). [ 17 ]
El tetrakis(trifluoroacetato) de dirrodio es un catalizador ampliamente utilizado para reacciones que involucran compuestos diazo. [ 18 ]
Caracterización espectroscópica
El espectro infrarrojo de los carboxilatos metálicos es indicativo del modo de enlace. Los ligandos carboxilato monodentados muestran ν CO en el rango de 1605 a 1620 cm⁻¹ . El valor de ν CO se desplaza a cerca de 1580 cm⁻¹ cuando el carboxilato es un ligando puente. [ 19 ]
Temas relacionados
Referencias
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