金属与配位体之间可以发生一类特殊的转移反应,即通过插入反应将一个基团转移到配位体上。其中一种重要的转移反应是氢原子起初转移到金属上,然后再失去。三芳基膦和三芳基磷酸盐的反应是这类反应的重要例子。
在少数情况下,这种反应是可逆的。可以通过nmr波谱研究氢化络合物的生成特性。下面是一个例子:
需要指出的是,这样的反应等效于将苯环的C-H键氧化加成到金属原子上。已经发现了少数几个苯直接加成的例子(见表24-A-1)。
类似的反应也观察到了与偶氮苯、N,N-二甲基苯胺等化合物的反应中,生成了M-C键。
配位分子氧与Ru、Rh、Ir和Pt的许多络合物发生反应,特别是与叔膦络合物反应得到加合物。这些反应有时是可逆的。已经研究了一些铱络合物的晶体结构,如IrCl(CO)(O2)(PPh3)(见图24-A-I)。在不可逆体系中,O-O键距离比可逆体系中长。例如,氯化物和O2的加成是可逆的,O-O距离为1.30A;而碘化物和O2的加成在25℃/1大气压下是不可逆的,O-O距离为1.51A(见第21-6节)。
在这些络合物中,金属与氧的成键以及与乙炔、四腈乙烯等分子的成键情况也是有讨论的。根据配位分子的键距,可以确定在已知的两个极端类型(24-A-II和24-A-III)之间存在一种过渡态的成键情况(见第23-1节的讨论)。这两类络合物中金属的氧化态是不同的。
虽然MO方法可以处理过渡态的成键情况,但金属的分数氧化态概念仍然有用。例如,可以确定反式-IrCl(CO)(PPh3)2中Ir的氧化态为+1,而IrCl3(CO)(PPh3)2中Ir的氧化态为+3。通过比较其CO的伸缩振动和其他同类络合物(如O2或SO2)的加合物,可以确定在IrCl(CO)O2(PPh3)2中Ir的氧化态为1.89,而在SO2的加合物中Ir的氧化态为2.0。这种确定的氧化态与反应的可逆性有一定的关系。例如,C2F4(2.57)和I2(2.85)与IrCl(CO)(PPh3)2的反应是可逆的,而Br2(2.95)与IrCl(CO)(PPh3)2的反应是不可逆的。
氧在配位时,与其在游离分子状态下相比,具有更强的反应性。许多物质可以被氧化。在化学计量反应中,氧化物一般仍然保留在金属上。但已经发现了一些催化反应,例如三苯基麟被氧化成Ph3PO,CO被氧化成CO2。
然而,在存在RhCl(PPh3)2的情况下,环己烯或乙基苯可以催化氧化产生具有游离基反应特征的产物,例如环己烯被氧化成环已烯酮、环已烯醇、环已基过氧氢以及一些未确定的产物。
有些络合物的反应通过过氧化物中间体进行。可以通过分离研究这些中间体来研究反应机理,例如铂过氧碳酸盐: