Superbasi inorganiche, organiche e organometalliche

Le superbasi sono composti che hanno una particolare affinità per i protoni e possono essere inorganiche, organiche e organometalliche. Il chimico  Manfred Schlosser fu uno dei pionieri nella ricerca su questi composti ottenendo la base di Schlosser costituita, generalmente da n -butillitio e potassio terz -butossido

Sebbene la I.U.P.A.C. definisca superbase una specie con elevata basicità come il litio diisopropilammide spesso si considera l’idrossido di sodio come base di riferimento come l’acido solforico è l’acido di riferimento dei superacidi.

Secondo un altro criterio si considera una superbase una specie che ha una basicità maggiore rispetto all’ 1,8-bis(dimetilammino)naftalene. La loro scoperta risale a circa 60 anni fa e dal allora sono state largamente utilizzate

Superbasi  inorganiche

Le superbasi inorganiche sono sali con ioni negativi di piccole dimensioni altamente carichi come, ad esempio, il nitruro di litio Li3N che ha un’estrema densità di carica negativa e quindi è fortemente attratto dagli acidi, come lo ione idronio acquoso.

Altri esempi sono gli idruri di metalli alcalini e alcalino-terrosi come idruro di sodio NaH e idruro di calcio CaH2

Superbasi organiche

Contengono, nella gran parte dei casi, azoto che, grazie al suo doppietto elettronico solitario agisce da base secondo Brønsted-Lowry.

Un esempio è costituito dai fosfazeni, composti organici del fosforo, caratterizzati da un doppio legame tra azoto e fosforo che ha numero di ossidazione V.

Un altro esempio sono i fosfani derivanti dalla fosfina PH3 che è un idruro di fosforo che hanno formula generale   PH3-nRn come P(CH2CH2Z)3 dove Z = -NO2, -CN e -C(O)NH2

Vi sono poi le ammidine caratterizzate dal gruppo funzionale

gruppo funzionale
gruppo funzionale

In esse lo ione protonato presenta due strutture equivalenti in cui vi è un azoto caricato positivamente:

ammidine superbasi

Tra le superbasi organiche vi è la guanidina avente formula HNC(NH2)2 che ha un pKb pari a 0.4 e pertanto in soluzione acquosa è presente prevalentemente come ione guanidinio. Infatti l’equilibrio

HNC(NH2)2 + H2O ⇄ C(NH2)3+ + OH

a causa dell’elevato valore di pKb è spostato a destra

Superbasi organometalliche

Sono tipicamente costituite da composti organici del litio RLi o da alcossidi di metalli alcalini come ROM dove M = Na, K, Rb, Cs. Tra essi il litio diisopropilammide [(CH3)2CH]2NLi comunemente utilizzato in chimica organica per deprotonare acidi deboli.

Usi

Le superbasi sono catalizzatori eccezionali in molte reazioni e loro sali hanno un’ottima stabilità chimica ed elettrochimica e sono promettenti come fonti di energia elettrochimica. Sono utilizzate in reazioni di metallazione in situ di opportuni substrati per ottenere composti organometallici

 

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