BÁO CÁO-các phương pháp tổng hợp hữu cơ nguyên tố và kiến thức cơ bản

LỜI MỞ ĐẦU
Trong vài thập niên gần đây việc nghiên cứu hóa học các hợp chất hữu cơ
nguyên tố đã phát triển nhanh chóng vì nó có nhiều ứng dụng trong nền kinh tế quốc
dân. Người ta đã thiết lập một quy luật chung về khả năng tạo thành hợp chất hữu cơ
của các nguyên tố trong hệ tuần hoàn Mendeleev trong đó nguyên tử carbon nối trực
tiếp vào các nguyên tố qua nối cộng hóa trị hoặc nối ion. Người ta cũng đã điều chế
được một số hợp chất trong đó một số kim loại chuyển tiếp tạo liên kết σ với carbon
và tạo phức π với các hydrocarbon không bão hòa.
Để giúp học viên hoàn thiện chương trình học của mình, trong giáo trình này
ngoài các phương pháp tổng hợp hữu cơ nguyên tố còn có những phần nhằm cũng cố
thêm kiến thức cơ bản mà học viên còn thiếu ở các lớp khác.
Giáo trình này gồm có 6 chương:
Chương 1: Trình bày tính chất chung và các phương pháp điều chế hợp chất
hữu cơ nguyên tố.
Chương 2: Trình bày tính chất và phương pháp tổng hợp một số hợp chất hữu
cơ nguyên tố thuộc nhóm I, II, III của bảng phân loại tuần hoàn.
Chương 3: Nói về tính chất và phương pháp tổng hợp một số hợp chất hữu cơ
nguyên tố thuộc nhóm IV của bảng phân loại tuần hoàn.
Chương 4: Nói về tính chất và phương pháp tổng hợp một số hợp chất hữu cơ
nguyên tố thuộc nhóm V của bảng phân loại tuần hoàn.
Chương 5: Nói về tính chất và phương pháp tổng hợp một số hợp chất hữu cơ
nguyên tố thuộc nhóm VI của bảng phân loại tuần hoàn.
Chương 6: Trình bày về phức của một số hợp chất cơ kim.
Chúng tôi rất mong giáo trình này cung cấp thêm một số kiến thức cần thiết
giúp học viên hóa hữu cơ sử dụng các kiến thức này một cách linh hoạt để có thể tổng
hợp được một số hợp chất hữu cơ mong muốn.
Chúng tôi cũng rất mong nhận được sự phê bình góp ý của quý đồng nghiệp để
quyển sách này ngày càng hoàn thiện hơn, góp phần đào tạo sinh viên ngày càng tốt
hơn.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn.
Nhóm tác giả

1
CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG
I.1. Tính chất chung.
Trong những năm gần đây việc nghiên cứu hóa học các hợp chất cơ kim phát
triển nhanh chóng và đã chuyển thành hóa học hữu cơ nguyên tố. Đó là ngành hóa
học hợp chất hữu cơ của tất cả các nguyên tố.
Người ta đã thiết lập một quy luật chung về khả năng tạo thành hợp chất hữu
cơ của các nguyên tố trong hệ tuần hoàn Mendeleev. Các kim loại như Na, Li, Mg…,
các hợp chất phi kim loại như halogen, oxy, nitơ… đều có thể tạo thành các dẫn xuất
alkyl có chứa liên kết carbon nguyên tố. Trong vài thập niên gần đây người ta cũng đã
điều chế được một số hợp chất cơ kim có chứa liên kết σ carbon kim loại chuyển tiếp.
Thí dụ: [(CH
3
)
3
SiCH
2
]
4
Cr , [(CH
3
)
3
CCH
2
]
4
Cr
Một số kim loại chuyển tiếp cũng có thể tạo phức với các hydrocarbon không
bão hòa như ethylene, halide allyl, acetylene… hoặc hydrocarbon vòng như

cyclopentadiene, benzene…
Các dẫn xuất hữu cơ của kim loại và phi kim loại không có giới hạn rõ ràng.
Thí dụ các hợp chất hữu cơ của Bi, Sb, As và P, Sn, Ge và Si, Al, và B có nhiều điểm
tương đồng.
Chỉ các nguyên tố đất hiếm và actinit không có khuynh hướng tạo thành hợp
chất cơ kim.
Tính chất vật lý và hóa học của các hợp chất cơ kim thay đổi trong một giới
hạn rất rộng, có liên hệ với tính ion của liên kết carbon kim loại. Từ những hợp chất
có tính ion cơ bản như tetraethyl chì (C
2
H
5
)
4
Pb, kim loại càng dương điện và bán kính
cộng hóa trị càng lớn thì liên kết carbon kim loại càng có tính ion. Ở đây carbon là
đầu âm điện của lưỡng cực.
δ
-
δ
+
C–M
Ngược lại, kim loại càng kém dương điện và bán kính cộng hóa trị càng nhỏ thì
liên kết carbon kim loại có tính cộng hóa trị càng nhiều.
Có thể dùng thang độ âm điện hoặc độ ion (%) của liên kết carbon kim loại để
đánh giá mức độ phân cực của liên kết đó.
2
Bảng 1: Độ ion % của một số liên kết carbon kim loại.
Liên kết Độ ion % Liên kết Độ ion %
C -

19
K
0,8
4s
1
51 C -
30
Zn
1,6
4s
2
18
C -
11
Na
0,9
3s
1
47 C -
48
Cd
1,7
5s
2
15
C -
3
Li
1
2s

1
43 C -
50
Sn
1,8
5p
2
12
C -
20
Ca
1
4s
2
43 C -
82
Pb
1,8
6p
2
12
C -
12
Mg
1,2
3s
2
35 C -
80
Hg

1,9
6s
2
9
C -
13
Al
1,5
3p
1
22
Khả năng phản ứng của các hợp chất cơ kim tăng theo tính ion của liên kết
carbon kim loại. Các hợp chất cơ natri và kali là những hợp chất cơ kim có khả năng
phản ứng rất cao và phản ứng theo kiểu dị ly.
Chúng tự bốc cháy trong không khí và phản ứng mãnh liệt với H
2
O và CO
2
.
Do có đặc tính ion nên các hợp chất này không bay hơi và hòa tan kém trong
các dung môi không phân cực. Ngược lại, các hợp chất có tính cộng hóa trị cao như
hợp chất cơ thủy ngân (CH
3
)
2
Hg có khả năng phân cực kém hơn nhiều và có thể phản
ứng theo cơ chế đồng ly do sự phân hủy nhiệt.

Các hợp chất này tương đối bền ngoài không khí, dễ hòa tan trong dung môi
không phân cực.

Có những hợp chất cơ kim trong đó có liên kết C - M mang tính cộng hóa trị
không trọn vẹn, nghĩa là ở nguyên tử kim loại không có lớp vỏ điện tử hóa trị đầy đủ
thông thường như nguyên tử nhôm trong trimethyl nhôm (CH
3
)
3
Al có 6 điện tử ở lớp
ngoài cùng.
Al CH
3
CH
3
CH
3
.
.
.
.
.
.
Các hợp chất cơ kim này có khuynh hướng tồn tại dưới dạng dimer hoặc
polymer, trong đó các nhóm alkyl hoặc halogen tham gia tạo thành liên kết cầu nối
giữa các kim loại. Thí dụ:
3
Al
CH
3
H
3
C

H
3
C
CH
3
Al
CH
3
CH
3
Trimethyl nhôm
(dimer)
Clorur dimethyl nhôm
(dimer)
Al
Cl
H
3
C
H
3
C
Cl
Al
CH
3
CH
3
CH
3

CH
3
CH
3
CH
3
Be Be
Be
CH
3
CH
3
Dimethyl berylium
(trimer)
Những hợp chất này thuộc loại hợp chất “khiếm khuyết điện tử” cùng kiểu với
diboran B
2
H
6
.
Trong các dung môi có cặp điện tử không phân chia như ether, các dimer này
bị phá vỡ do sự phối trí giữa kim loại và dung môi có ưu thế hơn.
+
C
2
H
5
C
2
H

5
O


Al
CH
3
H
3
C
H
3
C
CH
3
Al
CH
3
CH
3
C
2
H
5
C
2
H
5
O

Al
H
3
C
CH
3
CH
3
2
Sự tạo thành liên kết carbon kim loại có thể xảy ra qua giai đoạn anion gốc.
Thí dụ với halide alkyl phản ứng bắt đầu bằng sự di chuyển điện tử từ kim loại sang
phân tử halide alkyl để tạo thành anion sau đó anion này tự phân ly thành gốc tự do và
ion halide sinh ra được hấp thụ trên bề mặt kim loại. Tiếp theo gốc tự do nhận điện tử
thứ hai từ kim loại để trở thành carbanion và carbanion này kết hợp với cation kim
loại để tạo thành hợp chất cơ kim.
Các hợp chất cơ kim có tầm ứng dụng quan trọng trong tổng hợp hữu cơ.
Thí dụ: Tác dụng của methyl lithium:
4
Chlorodimethyl nhôm
I.2. Điều chế các hợp chất cơ kim.
I.2.1. Phản ứng của kim loại và một halide.
Phản ứng giữa kim loại với một halide hữu cơ là phương pháp tiện lợi dùng để
điều chế các hợp chất cơ kim và dẫn xuất của những kim loại hoạt động trung bình
như Li, Mg, Zn. Các dialkyl ether, đặc biệt là diethyl ether, tetrahydrofuran (THF) do
tính trơ và kém phân cực thường được sử dụng làm dung môi.
Thí dụ:
CH
3
Br
+

Li
ether
CH
3
Li
+
LiBr
2
CH
3
CH
2
Br
+
Mg
ether
CH
3
CH
2
MgBr
Thứ tự khả năng phản ứng của các alkyl halide khác nhau như sau:
RI > RBr > RCl >> RF
Alkyl fluoride không cho phản ứng với Li hoặc Mg. Zn phản ứng tốt với
bromide và iodide trong khi đó Hg chỉ phản ứng trung bình ở dạng hỗn hống Na.
CH
3
I
+
Hg(Na)

(CH
3
)
2
Hg
+
NaI
2
Các hợp chất cơ natri có khả năng phản ứng cao với ether, trong đó người ta
phải dùng hydrocarbon làm dung môi trong tổng hợp các dẫn xuất cơ natri.
Phản ứng của hợp chất cơ natri với dẫn xuất halogen có thể xảy ra theo cơ chế
S
N
2 hoặc khử E2 tùy theo nguyên tử C hay H
β
của alkyl halide bị tác kích bởi C
–
.
SN
2
CH
3
CH
2
Na
+
CH
3
CH
2

Br
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
+

NaBr
E
2
CH
3
CH
2
Na
+
H CH
2
CH
2
Br
CH
3
CH
3
+

H
2
C=CH
2
+

NaBr
5
S
N
2
O O
E2
Như thế nếu dùng ether ethylic làm dung môi để điều chế halide vinyl Mg từ
halide vinyl và Mg kim loại, các phản ứng phụ như phản ứng khử trên dung môi, phản
ứng ngưng tụ làm cản trở việc tạo thành sản phẩm chính. Do đó để điều chế halide
vinyl Mg người ta thường dùng THF làm dung môi.
H
2
C=CHBr
+
Mg
THF
H
2
C=CHMgBr
I.2.2. Phản ứng của hợp chất cơ kim với halide kim loại.
Các hợp chất cơ kim ít hoạt động có thể điều chế một cách tiện lợi từ hợp chất
halide cơ Mg (tác chất Grignard) và halide kim loại.
CH

3
MgCl
+
HgCl
2
CH
3
HgCl
+
MgCl
2
CH
3
MgCl
+
HgCl
2
(CH
3
)
2
Hg
+
MgCl
2
2
2
Trong phản ứng trên kim loại có độ dương điện lớn hơn kết hợp với halogen.
Do đó chloride natri chắc chắn không phản ứng với dimethyl Hg để cho methyl natri
và chloride Hg.

(CH
3
)
2
Hg
+
NaCl
I.2.3. Phản ứng của hợp chất cơ kim với hydrocarbon có tính acid.
Một số ít hợp chất cơ kim được điều chế khá dễ dàng do phản ứng giữa dẫn
xuất alkyl kim loại và một hydrocarbon có tính acid như methylacetylene.
CH
3
MgBr
+
H
3
C C CH
CH
4
+
H
3
C C CMgBr
Có thể xem đây là phản ứng của một muối acid yếu (methane, K
a
< 10
-40
) với
một acid mạnh hơn (methylacetylene, K
a

≈ 10
-22
).
6
CHƯƠNG II: HỢP CHẤT CƠ KIM CỦA NHÓM I, II VÀ III
Các hợp chất alkyl và aryl của kim loại kiềm, kiềm thổ và các kim loại như
Zn, Cd và Al bị phân hủy do acid, nước và alcohol, bị oxid hóa bởi oxy phân tử, tác
dụng với hợp chất carbonyl và tham gia vào một số lớn phản ứng với các hợp chất có
chứa O, S, N trong đó nối C - kim loại bị đứt. Trong các phản ứng này các hợp chất
alkyl và aryl của Hg, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi tác dụng cách khác.
Hợp chất cơ kim loại kiềm (trừ hợp chất cơ Li) là những hợp chất ion và hoạt
tính của chúng do anion alkyl hoặc aryl xác định. Các hợp chất cơ - kim khác mặc dù
cũng có nối hóa trị C kim loại, nhưng do nối này cũng rất phân cực nên cho phản ứng
cũng giống như những hợp chất ion tuy nhiên kém dữ dội hơn.
Như thế hợp chất cơ kim loại kiềm trừ RLi tác dụng với halide alkyl và halide
aryl theo phản ứng.
δ
-
δ
+
R–M + R’X R–R’ + MX
Hợp chất cơ Mg chỉ tác dụng một cách tương tự với alkyl, benzyl và các hợp
chất khác có nguyên tử halogen linh động (α-halogen của acid, ester có nhóm thế
halogeno…).
Hợp chất cơ kim hoạt động tác dụng với CO
2
tạo thành acid nhưng các hợp
chất cơ nhôm và cơ kẽm chỉ cho phản ứng này dưới điều kiện mạnh mẽ hơn.
Phản ứng của hợp chất cơ kim hoạt động với hợp chất carbonyl xảy ra một
cách bình thường.

R M
+
O
OM
R
Với hợp chất carbonyl có cơ cấu tổng quát như:
CH C
R
R'
R''
O
phản ứng có thể tiến hành theo nhiều hướng tùy thuộc vào tính chất của gốc (độ âm
điện), kim loại, nối C kim loại (tính ion) và kích thước của R, R’ và R’’.
7
Hiệu ứng lập thể khống chế hoàn toàn phản ứng (I), ảnh hưởng ít tới phản ứng
(II) và (III). Trong phản ứng (II), R’’’ có chứa H
β
có thể tách ra dưới dạng H . Trong
phản ứng (III) hợp chất carbonyl có chứa nguyên tử H
α
có thể tách ra dưới dạng H
+
.
Hợp chất cơ Na và cơ K tác dụng theo phản ứng (III).
II.1. Nhóm I của bảng phân loại.
1. Halide alkyl và aryl tác dụng với kim loại kiềm trong dung môi trơ (hexane,
octane và benzene đối với Li…) tạo thành dẫn xuất alkyl và aryl của kim loại kiềm.
Na cho phản ứng Wurtz qua giai đoạn (1) và (2). K chỉ cho phản ứng (1).
RCl
+

M
RM
+
MCl
RM
+
RCl R R
+
MCl
2 (1)
(2)
Hợp chất RNa tạo thành có thể sử dụng cho các phản ứng khác giống như tác
chất Grignard.
Hợp chất cơ Li dễ sử dụng và dễ hòa tan hơn các hợp chất cơ kim loại kiềm
khác nên được dùng rất rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ, đặc biệt trong các phản ứng
tổng hợp có dùng tác chất Grignard. Alkyl lithium ở trạng thái kết hợp trong dung
dịch có độ trùng hợp thay đổi từ 2 đến 6. Methyl lithium là một tứ phân, nguyên tử C
trong (CH
3
Li)
4
có số phối trí bằng 5.
Tất cả các hợp chất alkyl và aryl của kim loại kiềm cháy dễ dàng trong không
khí và phân hủy dữ dội dưới tác dụng của alcohol, nước và acid.
Để điều chế các hợp chất hữu cơ kim loại kiềm, ngoài phản ứng giữa dẫn xuất
halogen và kim loại người ta còn sử dụng phản ứng giữa hợp chất hữu cơ thủy ngân
và kim loại kiềm hoặc phản ứng giữa alkyl lithium và một halide alkyl hay aryl.
R
2
Hg

+
M
RM
+
Hg
RX
+
R'Li
+
R'X
2
RLi
2
8
2. Sự kim loại hóa trực tiếp (thay thế hydrogen bằng kim loại) bao gồm tác
dụng của dẫn xuất alkyl kim loại kiềm trên hydrocarbon hương phương hoặc các hợp
chất có H linh động khác (phản ứng Shorygin).
Thí dụ:
CH
3
Na
+
C
6
H
6
C
6
H
5

Na
+
CH
4
CH
3
Na
+
C
6
H
5
CH
3
C
6
H
5
CH
2
Na
+
CH
4
C
6
H
5
Na
+

C
6
H
5
CH
3
C
6
H
5
CH
2
Na
+
C
6
H
6
C
4
H
9
Li
+
OCH
3
OCH
3
Li
+

C
4
H
10
C
4
H
9
Li
+
LiH
+
C
4
H
10
Trong phản ứng này, kim loại thay vào vị trí của nguyên tử H dễ bị thay thế
nhất, từ đó người ta xây dựng được thang acid cho các hydrocarbon mà các phương
pháp hóa lý thông thường không đo được.
Với những hydrocarbon có tính acid cao như acetylene, cyclopentadiene,
indene và fluorene, phản ứng kim loại hóa xảy ra dễ dàng.
HC CH
+
C
6
H
5
Na NaC CNa
+
C

6
H
6
2
2
C
4
H
9
Li
+
Li
+
C
4
H
10
Sự kim loại hóa các hydrocarbon này có thể thực hiện do tác dụng của dung
dịch kiềm trong NH
3
lỏng hay trong sodamide hoặc với KOH trong trường hợp indene
và fluorene.
HC CH
+
Na/NH
3
2
NaC CNa
+
NH

3
+
H
2
HC CH
+
NaNH
2
HC CNa
+
NH
3
3. Hợp chất cơ Li và cơ Na tham gia phản ứng trao đổi với bromide aryl hợp
chất thơm dị hoàn có mang nhóm thế bromo.
ArBr
+
RM ArM
+
MBr
Phản ứng này được sử dụng rộng rãi để tổng hợp các hợp chất thơm dị hoàn có
mang Li và Na ở vị trí nhất định.
4. Do tác dụng nhiệt, Na và K có thể cắt đứt các ether thơm theo phản ứng:
C
6
H
5
O C
6
H
5

+
Na
2
C
6
H
5
Na
+
C
6
H
5
O Na
Đặc biệt các nối benzyl ether dễ bị cắt đứt nhất.
9
C
6
H
5
C O
CH
3
CH
3
C
6
H
5
+

K
C
6
H
5
C K
CH
3
CH
3
+
C
6
H
5
O K
2
5. Các hydrocarbon có hệ thống điện tử π tiếp cách (bao gồm các hydrocarbon
thơm) nhận một điện tử từ kim loại kiềm (điện tử này chiếm vân đạo LUMO) tạo
thành đôi ion.
[C
n
H
2n-6
]
-
M
+
Benzene chỉ cho phản ứng với K.
C

6
H
6
+
K C
6
H
6
K
Napthalene tác dụng với Na.
Anthracene cho sản phẩm cộng với Li và Na.
Với các hợp chất có nối đôi tiếp cách với nhân thơm, kim loại gắn vào nối đôi
và nếu chỉ có một đầu nối đôi gắn với nhân thơm, kim loại gắn vào đầu carbon nối với
nhân thơm và phản ứng tiếp tục nhị phân hóa.
C
6
H
5
CH=CHC
6
H
5
+
Na
C
6
H
5
HC CHC
6

H
5
Na Na
2
(C
6
H
5
)
2
C=CH
2
+
Na
2
(C
6
H
5
)
2
C CH
2
Na
CH
2
C(C
6
H
5

)
2
Na
2
Như thế Na nhường điện tử cho C nào phân tán điện tử dễ dàng nhất. Sản
phẩm cộng của kim loại kiềm với hydrocarbon bất bão hòa được biễu diễn đúng nhất
dưới dạng ion.
C
6
H
5
CH CH C
6
H
5
Na Na
Hệ thống diene 1,3-chi phương đa phân hóa dưới tác dụng kim loại kiềm
(Phương pháp tổng hợp heptadiene natri cao su). Hợp chất olefin không có nối đôi
tiếp cách không tác dụng với kim loại.
6. Các hợp chất alkyl và aryl của kim loại kiềm cộng vào nối đôi tiếp cách với
nhân hương phương và các diene.
10
(C
6
H
5
)
2
C=CH
2

+
C
4
H
9
Li
(C
6
H
5
)
2
C CH
2
Li
C
4
H
9
H
2
C C CH
CH
3
CH
2
RLi
RH
2
C C CH

CH
3
CH
2
Li
+
Trong phản ứng này các hợp chất cơ kim tạo thành có thể cộng tiếp vào phân
tử diene thứ 2 và đa phân hóa tiếp tục như thế.
Với hợp chất cơ Li phản ứng cộng isoprene cho ra cis-polyisoprene giống với
cao su thiên nhiên.
Cao su isoprene Na không điều hòa lập thể và hợp chất RNa có thể cộng 1,4
hoặc 1,2 vào butadiene.
Tính chất của các alkyl natri và alkyl lithi có nhiều điểm giống với hợp chất cơ
Mg, nhưng các dẫn xuất của kim loại kiềm có khả năng phản ứng cao hơn. Hợp chất
cơ Na và cơ Li dễ dàng phản ứng với oxy không khí, hơi nước, alkyl, các hợp chất có
hydrogen linh động cũng như các hợp chất có nối carbon-oxygen, carbon-nitrogen.
Khả năng phản ứng của các hợp chất cơ kim loại kiềm tăng theo thứ tự sau:
R – Li < R – Na < R – K
Các RLi cộng vào 1,3-butadiene ở các vị trí 1,4 và 1,2 nhưng nếu phản ứng
được tiến hành ở nhiệt độ và áp suất cao, phản ứng cộng 1,4 xảy ra thuận lợi hơn.
Phản ứng trên được sử dụng để tổng hợp polybutadiene có cấu trúc cao su.
Khác với hợp chất cơ Mg, hợp chất cơ kim loại kiềm có thể cộng vào hợp chất
carbonyl và hình thành alcohol tam có độ phân nhánh cao. Thí dụ triisopropylcarbinol
có thể được điều chế từ isopropylketone và isopropyl Li.
11
CH
H
3
C
H

3
C
C
O
CH
CH
3
CH
3
CH
H
3
C
H
3
C
Li
+
C CHCH
CH
CH
3
CH
3
H
3
C CH
3
H
3

C
H
3
C
OLi
H
2
O
C CHCH
CH
CH
3
CH
3
H
3
C CH
3
H
3
C
H
3
C
OH
II.2. Nhóm II của bảng phân loại tuần hoàn.
II.2.1. Hợp chất cơ Mg (
12
Mg
1,2

).
Mg là nguyên tố ở chu kỳ 3 (hàng thứ 2) của bảng phân loại tuần hoàn, có 2
điện tử ghép đôi ở lớp vỏ ngoài cùng, Mg có thể liên kết với gốc hữu cơ alkyl hoặc
aryl dưới dạng R
2
Mg hoặc RMgX (X là halogen).
Hợp chất RMgX còn gọi là tác chất Grignard sử dụng rộng rãi trong tổng hợp
hữu cơ, được điều chế từ Mg với halide hữu cơ trong dung môi ether khan. Thí dụ:
CH
3
Br
+
Mg
ether
CH
3
MgBr
Các dẫn xuất bromide và iodide cho hiệu suất tốt, các chloride thường phản
ứng kém hơn và cho ra sản phẩm phụ, còn các hợp chất fluoride cho đến nay vẫn chưa
điều chế được.
1. Cấu tạo của hợp chất cơ Mg
Đến nay người ta vẫn biễu diễn tác chất Grignard dưới dạng RMgX, trong đó
X là chlor, brom hoặc iod. Với brom và iod ở nồng độ thấp và trong các dung môi
thân hạch thì dạng monomer chiếm ưu thế. Khi tăng nồng độ cơ Mg, cân bằng sẽ
chuyển dịch sang dạng dimer (R
2
Mg
2
X
2

) và polymer, nhất là đối với các chloride.
Các hợp chất cơ Mg bị solvat hóa bởi dung môi tạo thành phức tinh thể, trong
đó có tương tác phối trí giữa các nguyên tử Mg và dung môi.
12
các ion cơ Mg
R
2
Mg
Thí dụ: RMgX trong diethyl ether.
X
MgR
X
Mg R
O(C
2
H
5
)
2
(C
2
H
5
)
2
O
2. Tính chất hóa học.
a. Phản ứng thế.
Phần lớn các phản ứng của hợp chất cơ Mg cũng như các hợp chất cơ kim khác
là phản ứng thế thân điện tử S

E
.
Thí dụ:
Quá trình thế thân điện tử có thể lưỡng phân tử S
E
2, nội phân tử S
E
i hoặc đơn
phân tử S
E
1.
- Tương tự như phản ứng S
N
2, trong phản ứng S
E
2 sự phân cắt liên kết cũ C-X
và sự tạo thành liên kết mới C-Y xảy ra đồng thời với nhau.
R X
+
Y
R Y
+
X
Nhưng trong phản ứng S
E
2 nhóm bị thế X tách ra khỏi hợp chất R-X không
mang theo đôi điện tử liên kết và tác nhân Y
+
dùng vân đạo trống để tác kích vào đôi
điện tử của R.

- Trong một số trường hợp phản ứng thế lưỡng phân tử có thể xảy ra theo cơ
chế nội phân tử S
E
i

(tương tự S
N
i) qua một phức vòng trung gian.
Y
Z
R
X
+
R
Y
Z
X
Y
Z
R
X
+
Trong phản ứng S
E
i cấu hình phân tử vẫn được bảo toàn.
- Phản ứng thế đơn phân tử S
E
i bắt đầu bằng sự ion hóa cho ra carbanion, sau
đó carbanion kết hợp với các tác nhân thân điện tử tạo thành sản phẩm.
R X

R
+
X
R
+
Y
R Y
13
Nói chung cơ chế của phản ứng thế thân điện tử ít được nghiên cứu hơn so với
phản ứng thế thân hạch. Tuy nhiên trong thời gian gần đây do việc sử dụng các hợp
chất cơ kim, lĩnh vực này phát triển rất mạnh.
i. Phản ứng với các hợp chất có H linh động.
Hợp chất hữu cơ Mg có thể phản ứng với các acid yếu như alcohol, amine
nhất, nhị… Có thể xem đây là phản ứng trung hòa acid với một base mạnh (R trong
thành phần RMgX).
Sản phẩm thu được là hydrocarbon và muối Mg.
Phương trình phản ứng tổng quát có dạng:
δ
–
δ
+
δ
+
δ
-
R–Mg–X + H–A R–H + AMgX
Thí dụ:
Đây là phương pháp thuận tiện để thay thế halogen gắn với C bằng hydrogen.
Thí dụ: Tổng hợp cyclobutane từ bromide cyclobutyl.
Br

Mg
MgBr
H
2
O
Đồng thời đây cũng là phương pháp dùng để xác định số hydrogen linh động
trong phân tử. Cho hợp chất cơ Mg như iodide methyl magne tác dụng với một lượng
xác định hợp chất có hydrogen linh động; đo thể tích khí methane thoát ra để xác định
số mol hydrogen linh động trong mẫu thử.
ii. Phản ứng với các hợp chất có chứa halogen.
Về nguyên tắc tác chất Grignard có thể tham gia phản ứng S
N
2 với tác nhân
thân hạch R .
- Phản ứng với dẫn xuất halogen cho ra hydrocarbon.
R MgX
+
R' X'
R R'
+
X'MgX
Đây là một phương pháp thuận tiện để tổng hợp các hydrocarbon bão hòa bậc
4 hoặc hydrocarbon có nối đôi trong phân tử.
14
H
3
C CH
2
MgBr
+

Cl C CH
3
CH
3
CH
3
H
3
C CH
2
C CH
3
CH
3
CH
3
+
ClMgBr
H
3
C CH
2
MgBr
+
Cl CH
2
CH CH
2
H
3

C CH
2
CH
2
CH CH
2
+
ClMgBr
- Phản ứng với các halide nguyên tố để hình thành các hợp chất hữu cơ nguyên tố
tương ứng.
Thí dụ:
H
3
C CH
2
MgBr
+
CdCl
2
H
3
C CH
2
Cd CH
2
CH
3
+
MgCl
2

+
MgBr
2
2
H
3
C CH
2
MgI
+
PCl
3
(CH
3
CH
2
)
3
P
+
IMgCl
3
3
H
3
C CH
2
MgI
2
+

SiCl
4
(CH
3
CH
2
)
2
SiCl
2
+
IMgCl
2
Diethyldiclorosilan
iii. Phản ứng với halogen và chalcogen.
Phản ứng với halogen cho ra:
RMgX
+
I
2
RI
+
IMgX
Phản ứng này không có ý nghĩa trong tổng hợp hữu cơ vì các hợp chất kiểu RX
có thể được điều chế bằng những phương pháp khác thuận lợi hơn. Tuy nhiên để điều
chế dẫn xuất neopentyl thì phương pháp trên lại cho hiệu suất tốt và dễ thực hiện.
Phản ứng với O và S cho ra alcohol và thioalcohol nhất có cùng số nguyên tử
C với tác chất Grignard. Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn: giai đoạn đầu là phản ứng
cộng và giai đoạn 2 là phản ứng thế.
Thí dụ:

H
3
C CH
2
MgBr
O
2
H
3
C CH
2
O O MgBr
H
3
C CH
2
MgBr
H
3
C CH
2
OMgBr
2
H
3
O
H
3
C CH
2

OH
2
+
MgBr
2
+
Mg(OH)
2
H
3
C CH
2
MgBr
8
S
8
H
3
C CH
2
S MgBr
8
H
3
O
H
3
C CH
2
SH

8
Thực hiện phản ứng oxy hóa dẫn xuất Grignard bằng oxy phân tử ở nhiệt độ
thấp cho ra peroxide hydrogen.
Thí dụ:
H
3
C CH
2
MgBr
O
2
-70 C
o
H
3
C CH
2
O O MgBr
H
3
O
H
3
C CH
2
O OH
15
Diethyldichlorosilan
b. Phản ứng cộng.
Các hợp chất Mg cộng hợp dễ dàng với các liên kết đa không đối xứng như

C=O hay C N để tạo ra các liên kết carbon-carbon mới.
i. Phản ứng cộng vào hợp chất carbonyl.
Phản ứng giữa hợp chất cơ kim và nhóm C=O tiến hành qua 2 giai đoạn:
carbanion R
-
tác kích vào nhóm carbonyl sau đó thủy phân cho ta alcohol.
Các aldehyde, ketone và anhydride carbonic cho phản ứng theo sơ đồ trên.
Thí dụ:
CH
3
CH
2
MgCl
+
C=O
H
H
CH
3
CH
2
CH
2
OMgCl
H
3
O
CH
3
CH

2
CH
2
OH
+
HO MgCl
CH
3
CH
2
MgCl
+
C=O
H
3
C
H
CH
3
CH
2
C OMgCl
CH
3
H
H
3
O
CH
3

CH
2
C OH
CH
3
H
+
HO MgCl
CH
3
CH
2
MgCl
+
C=O
H
3
C
H
3
C
CH
3
CH
2
C OMgCl
CH
3
CH
3

H
3
O
CH
3
CH
2
C OH
CH
3
CH
3
+
HO MgCl
CH
3
CH
2
MgCl
+

O=C=O
CH
3
CH
2
C OMgCl
O
H
3

O
CH
3
CH
2
C OH
O
+
HO MgCl
Đối với các ester RCOOR’, mới đầu xảy ra phản ứng cộng của hợp chất cơ Mg
vào carbonyl, sau đó một alkoxy tách ra để tạo thành ketone.
Nếu có dư hợp chất cơ Mg thì ketone này phản ứng tiếp với hợp chất cơ Mg
cho ra alcohol bậc 3.
Tương tự như ester, các acid chloride phản ứng với hợp chất cơ Mg để bước
đầu cho ketone, rồi sau đó cho alcohol bậc 3.
Thí dụ:
16
iii. Phản ứng cộng vào nhóm –C N.
Nhóm nitril tác dụng với hợp chất cơ Mg giống như nhóm carbonyl. Thí dụ:
CH
3
CH
2
MgCl
+
H
3
C C N
C N
H

3
C
CH
3
CH
2
MgCl
H
2
O
C N
H
3
C
CH
3
CH
2
H
+
HO MgCl
Imin
Sau đó imin bị thủy phân dễ dàng tạo thành ketone.
C N
H
3
C
CH
3
CH

2
H
+
H
2
O
C O
H
3
C
CH
3
CH
2
+
NH
3
iii. Cộng vào nối đôi C=C.
So với liên kết C=O, liên kết C=C khó tham gia phản ứng cộng với hợp chất cơ
kim hơn.
Đó là do nhóm carbonyl phân cực mạnh hơn so với nối đôi C=C. Tuy vậy sự
cộng hợp vào nối đôi cũng có thể thực hiện được khi nối này được tăng hoạt bằng một
nhóm hút điện tử mạnh. Thí dụ:
Phản ứng cộng hợp loại này cũng có thể xảy ra với các aldehyde α,β-bất bão
hòa.
17
H
3
C CH CH CHO
1.

2.
H
2
O
CH
3
CH
2
MgCl
H
3
C CH CH
2
CH
2
CH
3
CHO
Crotonaldehyd
iv. Phản ứng với oxide ethylene.
Oxide ethylene không bền, dễ dàng phản ứng với hợp chất cơ Mg.
Thí dụ:
CH
3
CH
2
MgCl
+
O
CH

3
CH
2
CH
2
CH
2
OMgCl
H
3
O
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
OH
+
HO MgCl
Phản ứng này được sử dụng để điều chế alcohol nhất có tăng thêm 2 C trong
mạch.
v. Phản ứng với orthoformiate ethyl.
CH
3
CH
2
MgCl

+
C OC
2
H
5
H
OC
2
H
5
OC
2
H
5
CH
3
CH
2
CH
OC
2
H
5
OC
2
H
5
+
C
2

H
5
OMgCl
H
2
O
CH
3
CH
2
CHO
+
C
2
H
5
OH
2
II.2.2. Hợp chất cơ kẽm (
30
Zn
1,6
).
Hợp chất cơ kẽm có thể được điều chế bằng cách cho halide alkyl tác dụng với
kẽm hoặc hợp kim kẽm và đồng. Thí dụ:
CH
3
CH
2
I

+
Zn
CH
3
CH
2
ZnI
(CH
3
CH
2
)
2
Zn
+
ZnI
2
2 2
2
Nếu dùng một lượng dư kẽm, sản phẩm là halide alkyl kẽm.
CH
3
CH
2
I
+
Zn
CH
3
CH

2
ZnI
Iodide ethyl kẽm
Phương pháp khác dùng để điều chế hợp chất cơ kẽm là đi từ hợp chất cơ Hg
và kẽm kim loại.
(CH
3
CH
2
)
2
Hg
+
Zn
(CH
3
CH
2
)
2
Zn
+
Hg
Các hợp chất cơ kẽm có tính chất hóa học hoàn toàn giống hợp chất cơ Mg
nhưng trơ hơn hợp chất cơ Mg.
Các hợp chất cơ kẽm như RZnX và R
2
Zn có thể sử dụng để tổng hợp nhiều
hợp chất hữu cơ khác nhau.
a. Tổng hợp alcohol nhất từ aldehyde formic.

18
Crotonaldehyde
(CH
3
)
2
Zn
+
HCHO CH
3
CH
2
OZnCH
3
H
2
O
CH
3
CH
2
OH
+
CH
3
ZnOH
b. Tổng hợp alcohol nhị từ aldehyde và formiate ethyl.
(CH
3
)

2
Zn
+
H
3
C CHO
H
3
C CH CH
3
OZnCH
3
H
2
O
H
3
C CH CH
3
OH
+
CH
3
ZnOH
(CH
3
)
2
Zn
+

HC OC
2
H
5
O
HC OC
2
H
5
CH
3
OZnCH
3
H
2
O
HC OC
2
H
5
CH
3
OH
C
2
H
5
OH
H
3

C CHO
(CH
3
)
2
Zn
H
3
C CH CH
3
OH
+
CH
3
ZnOH
c. Tổng hợp alcohol bậc 3 từ ketone và chloride acid.
(CH
3
)
2
Zn
+
(CH
3
)
2
CO
H
3
C C CH

3
CH
3
OZnCH
3
H
2
O
H
3
C C CH
3
CH
3
OH
+
CH
3
ZnOH
(CH
3
)
2
Zn
+
H
3
C C Cl
O
H

3
C C Cl
CH
3
OZnCH
3
H
2
O
H
3
C C Cl
CH
3
OH
HCl
(CH
3
)
2
CO
(CH
3
)
2
Zn
H
3
C C CH
3

CH
3
OH
+
CH
3
ZnOH
d. Tác dụng của aldehyde hoặc ketone với kẽm và α-halogenoester (Phản
ứng Reformatsky).
BrCH
2
COOC
2
H
5
+
Zn
BrZnCH
2
COOC
2
H
5
CH
3
CH
2
CHO
CH
3

CH
2
CH CH
2
COOC
2
H
5
OZnBr
H
2
O
CH
3
CH
2
CH CH
2
COOC
2
H
5
OH
H
3
O
CH
3
CH
2

CH CH
2
COOH
OH
+
Hợp chất cơ Zn tác dụng với nước, acid, alcohol và amine giống như các hợp
chất cơ Mg.
R
2
Zn
+
HA
2
RH
+
ZnA
2
2
II.2.3. Hợp chất cơ cadmium (
48
Cd
1,7
).
19
Tính chất của hợp chất cơ Cd giống với hợp chất cơ Zn. Trong quá trình tổng
hợp ketone từ chloride acid của các acid carboxylic người ta thường thêm CdCl
2
vào
tác chất Grignard để chuyển chất này thành RCdCl, sau đó RCdCl tác dụng với
chloride acid làm tăng hiệu suất của ketone.

II.2.4. Hợp chất cơ thủy ngân (
80
Hg
1,9
).
Phương pháp điều chế và tính chất của hợp chất cơ Hg rất khác với các hợp
chất cơ nguyên tố khác thuộc nhóm II. Hợp chất cơ Hg lại giống với các hợp chất cơ
kim Sn, Pb, Sb, Bi.
Hợp chất cơ Hg được xếp thành 2 nhóm có công thức tổng quát:
R
2
Hg và RHgCl
Trong đó một anion bất kỳ có thể thay cho Cl.
a. Phương pháp điều chế:
Hợp chất cơ Hg có thể được điều chế bằng các phương pháp chung dùng để
điều chế các hợp chất cơ kim. Tác chất Grignard tác dụng với halide Hg cho ra:
RMgCl
+
HgCl
2
RHgCl
+
MgCl
2
RMgCl
+
HgCl
2
R
2

Hg
+
MgCl
2
2
2
Ngoài ra cũng còn có một số phương pháp khác thường được sử dụng để điều
chế hợp chất cơ Hg.
i. Phản ứng thủy ngân hóa.
Đây là phương pháp quan trọng để tổng hợp các hợp chất cơ Hg. Để đưa Hg
vào phân tử hữu cơ người ta thường dùng oxid Hg hay acetate Hg. Trong dãy chi
phương chỉ có các hợp chất chứa hydrogen linh động như ester malonic, cyanoacetic,
acetoacetic và ester nitroacetic mới có thể bị thủy ngân hóa.
H
2
C
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
+
HgO
CH
C
2
H

5
OOC
C
2
H
5
OOC
Hg
2
+
H
2
O
2
H
2
C
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
+
(CH
3
COO)
2

Hg
2
C
COOC
2
H
5
H
3
CCOOHg
H
3
CCOOHg COOC
2
H
5
+
CH
3
COOH
2
Các hydrocarbon thơm như benzene rất khó bị thủy ngân hóa, trái lại phenol và
các amine thơm được thủy ngân hóa dễ dàng.
ii. Tác dụng của hỗn hống natri và halide alkyl.
Phương pháp này được dùng để điều chế các dialkyl hoặc diaryl thủy ngân.
Thí dụ:
20
CH
3
CH

2
I
Na/Hg
CH
3
CH
2
Hg CH
2
CH
3
+
NaI
2
2
C
6
H
5
Br
Na/Hg
C
6
H
5
Hg C
6
H
5
+

NaI
2
2
140-150 C
o
Bằng phương pháp này người ta có thể tổng hợp từ halide tương ứng các hợp
chất hữu cơ thơm Hg bất kỳ.
iii. Cộng muối Hg vào hydrocarbon bất bão hòa.
- Cho Hg nitrate tác dụng với ethylene trong môi trường kiềm và chế hóa tiếp
với chloride kali. Sản phẩm là chloride β-hydroxyethyl.
H
2
C CH
2
+
Hg(NO
3
)
2
1. KOH
2. KCl
HOCH
2
CH
2
HgCl
- Cho HgCl
2
cộng vào acetylene cho ra cis hoặc chloride trans-β-chlorovinyl
Hg tùy theo điều kiện phản ứng.

Đồng phân trans có thể chuyển hóa thành đồng phân cis khi chiếu tia tử ngoại
hoặc đun nóng với sự hiện diện của peroxid.
- Cho acetate Hg tác dụng với etylene trong nước hoặc alcohol.
H
2
C CH
2
+
(CH
3
COO)
2
Hg
H
2
C CH
2
+
(CH
3
COO)
2
Hg
H
2
O
CH
3
OH
H

2
C CH
2
O HgOCOCH
3
H
2
C CH
2
O HgOCOCH
3
CH
3
H
+
CH
3
COOH
+
CH
3
COOH
(C
6
H
5
COO)
2
Hg
CH

3
OH
HgOCOC
6
H
5
OCH
3
Cl
HgCl
OCH
3
(C
6
H
5
COO)
2
Hg
CH
3
OH
HgOCOC
6
H
5
OCH
3
+
C

6
H
5
COOH
21
Chloride trans-β-chlorovinyl Hg
+
(CH
3
COO)
2
Hg
H
2
O
H
2
C CH
2
CH
2
OH HgOCOCH
3
+
CH
3
COOH
b. Tính chất hóa học.
Các hợp chất cơ Hg như R
2

Hg không có tính ion nên khá bền. Các hợp chất
RHgX cũng rất bền.
Do khả năng phản ứng kém, các hợp chất cơ Hg ít được dùng trong tổng hợp
hữu cơ. Dưới tác dụng của acid mạnh hợp chất cơ Hg thường bị phân hủy qua trung
gian vòng.
R Hg R
+
HCl R Hg R
H Cl
RH
+
Cl Hg R
Thí dụ:
H
3
C Hg CH
3
+
HCl
CH
4
+
H
3
C Hg Cl
HO CH
2
CH
2
HgCl

+
HCl
HO CH
2
CH
3
+
HgCl
2
Hợp chất cơ Hg không tác dụng với aldehyde, ketone, tác dụng kém với
chloride acid nhưng lại tác dụng dễ dàng với halogen và với một số halide vô cơ.
C
6
H
5
HgCl
+
Br
2
C
6
H
5
Br
+
HgClBr
C
6
H
5

HgCl
+
AsCl
3
C
6
H
5
AsCl
2
+
HgCl
2
Các hợp chất cơ Hg, đặc biệt là những dẫn xuất alkyl dễ bay hơi và thường rất
độc.
II.3. Nhóm III của bảng phân loại tuần hoàn.
II.3.1. Hợp chất cơ Bor (
5
B
2,0
).
Hợp chất bor hữu cơ và vô cơ đã được khảo sát rất nhiều trong các năm gần
đây. Các borohydride chứa các nhóm thế hữu cơ và các hydride có cầu nối hydrogen
hoàn toàn đối xứng qua 2 nguyên tử B, 4 điện tử thuộc 2 nguyên tử hydrogen và 2
nguyên tử bor.
B
H
H
H
H

B
H
H
B
H
H
H
B
CH
3
H
H
3
C
Diboran
Methylboran
Cầu nối hydrogen này khác với cầu nối hydrogen bình thường do khoảng cách
của 4 nguyên tử bor và hydrogen bằng nhau.
Các borohydride được biết là B
4
H
10
, B
5
H
9
, B
5
H
11

, B
8
H
12
, B
9
H
13
và decaboran
B
10
H
14
một borohydride bền nhất. Các borohydride có nhóm thế alkyl được điều chế
22
do tác dụng của boran và trialkylbor. Diboran và decaboran tác dụng khác nhau với
tác chất Grignard.
B
2
H
6
+
RMgBr RB
2
H
5
+
HMgBr
B
10

H
14
+
RMgBr RH
+
B
10
H
13
MgBr
Tác dụng của B
10
H
13
MgBr với halide alkyl cho ra hợp chất alkyldecaboran.
B
10
H
13
MgBr
+
RBr
RB
10
H
13
+
MgBr
2
Diboran và alkyldiboran do có nối B-H nên có thể cộng vào nối đôi và theo

quy tắc phản Markovnikov vì boran đứt nối cho H
–
.
B
2
H
6
+
R CH CH
2
(RCH
2
CH
2
)
3
B
6
2
B
2
H
4
(CH
3
)
2
+
R CH CH
2

(RCH
2
CH
2
)
2
BCH
3
2
4
Để tổng hợp các hợp chất cơ bor, thay vì sử dụng borohydride dễ bốc cháy
trong không khí và rất độc người ta dùng HBCl
2
để tác dụng với olefin với sự hiện
diện của Al kim loại.
HBCl
2
R CH CH
2
+
Al
RCH
2
CH
2
BCl
2
Phản ứng được sử dụng rộng rãi để tổng hợp các hợp chất cơ bor là phản ứng
của trihalide bor hoặc borat với hợp chất cơ Li hoặc tác chất Grignard.
BX

3
+
RMgBr
R
3
B
+
MgBrX
3
3
Bằng phương pháp này, người ta đã tổng hợp được các hợp chất: R
2
B(OCH
3
),
RBCl
2
và R
2
BCl rồi sau đó thủy giải cho ra acid alkylboric RB(OH)
2
và acid
dialkylboric R
2
B(OH). Acid alkylboric bị khử H
2
O cho một anhydrid tam phân vòng.
BO
B
O B

OR
R
R
Các hợp chất như R
3
B có khả năng tham gia vào các phản ứng như:
R
3
B
+
R'
3
N
R
3
B NR'
3
R
3
B
+
NaOH
R
3
B OH
+
Na
R
3
B

+
Na
2
[R
3
BNa] Na
Trong hợp chất R
3
B
-
–
+
NR’
3
nối B
-
-N
+
được xem như nối bán phân cực vì ngoài
đôi điện tử nối, 2 nguyên tử B và N được nối với nhau bằng 2 điện tích trái dấu,
nhưng trong anion R
3
B
-
-OH thì nối B-O là nối hóa trị bình thường mặc dù B cũng
nhận đôi điện tử từ O nhưng O không mang điện tích + như N.
Pentaboran tác dụng với các đồng đẳng acetylene theo phản ứng:
23
B
5

H
9
+
RC CR'
+
N
H
3
C
H
3
C
B
4
H
6
C
2
RR'
+
H
3
B
N
H
3
C
H
3
C

Các muối R
4
B
-
M
+
được gọi hợp chất onium nghịch đảo vì phương pháp điều
chế muối này đối nghịch với sự tạo thành cation onium.
R
3
B
+
RNa
R
4
B Na
R
3
B
+
RCl R
4
B Cl
II.3.2. Hợp chất cơ Al (
13
Al
1,5
).
Trialkyl nhôm được điều chế trực tiếp do tác dụng của hydrogen và nhôm tán
nhỏ trên olefin.

H
2
C=CH
2
+
H
2
+
Al
6
3
2
(C
2
H
5
)
3
Al
2
Hợp chất cơ nhôm ngày càng trở nên quan trọng trong công nghiệp, đặc biệt
trong lĩnh vực đa phân hóa olefin.
Các hợp chất cơ nhôm sau đây đã được biết:
RAlH
2
, R
2
AlH, R
3
Al

RAlCl
2
, R
2
AlCl, AlCl
3
(R
4
Al)
–
Li
+
, (R
3
AlH)
–
Li
+
, (R
2
AlH
2
)
–
Li
+
, (RAlH
3
)
–

Li
+
và (AlH
4
)
–
Li
+
Hợp chất cơ Al với nhóm alkyl nhỏ CH
3
, C
2
H
5
là những chất lỏng cháy dễ
dàng trong không khí, các hợp chất tựa muối được cấu tạo từ hợp chất cơ Al nối ion
với kim loại là những chất rắn.
Các hợp chất RAlH
2
và R
2
AlH được điều chế qua phản ứng Ziegler do tác
dụng của bột Al mịn, hydrogen và olefin. RAlCl
2
và R
2
AlCl có thể được điều chế theo
phản ứng Ziegler do tác dụng của R
3
Al với AlCl

3
hoặc do tác dụng của RCl với Al
kim loại trong nồi hấp áp suất cao.
Trimethyl nhôm là một nhị phân có công thức phân tử ở thể khí là (CH
3
)
6
Al
2
giống với cơ cấu của Al
2
Cl
6
.
C
Al(CH
3
)
2
C
Al
H
3
H
3
(H
3
C)
2
Cl

Cl
Cl
Cl
ClCl
Al
Al
Hợp chất cơ nhôm bị phân hủy dữ dội chẳng những do acid mà còn do nước và
alcohol.
R
3
Al
+
H
2
O
RH
+
Al(OH)
3
3
3
24
(cation onium)
Dioxide carbon tác dụng với trialkyl nhôm trong dung môi ether ở nhiệt độ
khoảng 20
o
C – 100
o
C dưới áp suất thấp tạo thành:
R

2
Al C OR
O
Trialkyl nhôm tác dụng dữ dội với hợp chất carbonyl nên không thích hợp
bằng hợp chất cơ Mg sử dụng trong phản ứng khử các hợp chất carbonyl. Tuy nhiên
trialkyl nhôm có tính chất đặc biệt là tác dụng tốt vào olefin (phản ứng Ziegler) giống
như alkyl bor.
R
3
Al
+
H
2
C=CH
2
(RCH
2
CH
2
)
3
Al
3
Nếu có dư olefin hợp chất cơ Al tạo thành có thể tác dụng tiếp vào olefin và
phản ứng tiếp tục để cho ra một hợp chất cao phân tử.
(RCH
2
CH
2
)

3
Al
+
H
2
C=CH
2
3
(RCH
2
CH
2
CH
2
CH
2
)
3
Al

Phản ứng toàn bộ được ghi như sau:
R
3
Al
+
3n
H
2
C=CH
2

[R(CH
2
CH
2
)n]
3
Al
H
2
O
R(CH
2
CH
2
)nH
3
+
Al(OH)
3
Hợp chất cơ nhôm được sử dụng để cho phản ứng với halide tương ứng tạo
thành hợp chất cơ kim loại nặng. Hợp chất cơ nhôm được oxy hóa với oxy cho ra
alcoxid.
Hợp chất triaryl nhôm được điều chế một cách thuận lợi qua phản ứng của
diaryl thủy ngân với Al kim loại.
Ar
2
Hg
+
Al Ar
3

Al
+
Hg
3 2
2 3
25