La 2,2'-bipiridina (non di rado detta semplicemente bipiridina) è un composto chimico organico di formula molecolare (C5H4N)2. È chiamato anche dipiridile o bipiridile (come bifenile). È un ligando chelante bidentato che forma complessi con moltissimi metalli di transizione. Comuni abbreviazioni come ligando sono bipy o bpy. I complessi di rutenio e platino con il legante bipy sono fortemente luminescenti, e alcuni hanno applicazioni pratiche.
A temperatura ambiente si presenta come un solido incolore, dal lieve odore caratteristico. È un composto tossico.
Un legante chelante bidentato molto simile, che dà complessi analoghi, è la 1,10-fenantrolina.
Preparazione e proprietà generali Si può preparare per deidrogenazione della piridina con nichel Raney:Sasse, W. H. F. (1973). 2,2'-Bipyridine. Org. Synth.; 5: 102.
La popolarità di questo ligando è dimostrata dal fatto che sono stati descritti molti suoi derivati con i più svariati sostituenti.Kaes, C.; Katz, A.; Hosseini, M. W. (2000). Bipyridine: the most widely used ligand. A review of molecules comprising at least two 2,2'-bipyridine units. Chem. Rev.; 100: 3553.Smith, A. P.; Lamba, J. J. S.; Fraser, C. L. (2004). Efficient Synthesis of Halomethyl-2,2'-Bipyridines: 4,4'-Bis(chloromethyl)-2,2'-Bipyridine. Org. Synth.; 10: 107.Smith, A. P.; Savage, S. A.; Love, J.; Fraser, C. L. (2004). Synthesis of 4-, 5-, and 6-Methyl-2,2'-Bipyridine by a Negishi Cross-Coupling Strategy. Org. Synth.; 10: 517.
I complessi con la bipiridina mostrano intense bande di assorbimento nella regione del visibile. Queste transizioni elettroniche sono quasi sempre dovute a trasferimento di carica metallo-ligando (MLCT).
Esempi di complessi con la bipiridina Mo(CO)4(bipy), derivato da Mo(CO)6. RuCl2(bipy)2,Lay, P. A.; Sargeson, A. M.; Taube, H. (1986). | Cis-bis(2,2'-bipyridine-N,N') complexes of Ruthenium(III)/(II) and Osmium(III)/(II). Inorg. Synth.; 24: 291–299. un precursore utile per la sintesi di complessi a ligandi misti. [Ru(bipy)3]Cl2, un ben noto complesso luminescente. [Fe(bipy)3]2+, utilizzato nell'analisi colorimetrica del ferro.
Complessi tris(bipiridina) Questi complessi hanno tre molecole di bipiridina coordinate ad uno stesso ione metallico; la formula si scrive come [M(bipy)3]n+ (dove M è un catione metallico, tipo Cr3+, Fe3+, Co3+, Ru2+, Rh+, e altri). In queste specie lo ione metallico è esacoordinato, con struttura ottaedrica, mentre i ligando forma con lo ione metallico anelli a cinque termini; sono possibili due isomeri ottici, mostrati nella figura seguente:
Questi ed altri complessi dei metalli di transizione contenenti il ligando bipiridina sono elettroattivi, cioè possono essere ossidati o ridotti elettrochimicamente. Un esempio tipico si ha con i ferro: lo ione complesso formato con lo ione ferro(II), di colore rosso intenso, è a basso spin:
3 bipy + Fe2+ → [Fe(bipy)3]2+
La sua ossidazione a Fe(III) è facile e reversibile, dando [Fe(bipy)3]3+, di colore azzurro, E° = +1,120 V; per confronto, con il ligando fenantrolina il comportamento del ferro è del tutto analogo, anche nei colori, ma l'ossidazione del ferro è un po' più difficile, si ha infatti E° = +1,147 V.
Una tecnica elettrochimica molto usata a questo riguardo è la voltammetria ciclica. Spesso, l'ossidazione avviene sul metallo e la riduzione avviene sul ligando bipy, con ossidoriduzioni monoelettroniche reversibili. Ad esempio:
[Ru2+(bpy)3] ⇄ [Ru3+(bpy)3] + e− (l'ossidazione avviene sul metallo)
[Ru2+(bpy)3] + e− ⇄ [Ru2+(bpy)2(bpy− )] (la riduzione avviene sul ligando)
In condizioni fortemente riducenti ogni ligando bipy può assorbire fino a due elettroni.
Note
Voci correlate 1,10-fenantrolina
Altri progetti
Categoria:Piridine Categoria:Composti eterociclici a due anelli