Apa itu Organologam?

Organologam adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari senyawa kimia yang mengandung ikatan logam-ke-karbon langsung (House & House, 2016). Senyawa ini dikenal sebagai senyawa organologam. Dalam senyawa organologam, satu atau lebih atom karbon berikatan langsung dengan atom logam (Gardner, Seechurn, & Colacot, 2020). Logam-logam ini biasanya dari kelompok logam transisi, seperti besi, nikel, tembaga, seng, paladium, dan platina. Contoh senyawa organologam antara lain reagen Grignard dan reagen Gilman (Ashenhurst, 2022).

Kimia organologam memainkan peran penting dalam proses industri dan penelitian akademik, dan memiliki banyak aplikasi di berbagai bidang seperti katalisis, sintesis organik, ilmu material, dan kimia bioanorganik. Beberapa poin penting tentang senyawa organologam adalah:

1. Ligan: Atom karbon dalam senyawa organologam seringkali merupakan bagian dari gugus organik yang dikenal sebagai ligan. Ligan ini dapat berupa molekul sederhana seperti alkil, aril, alkoksida atau struktur yang lebih kompleks seperti siklopentadienil atau porfirin.
2. Nomor koordinasi: Senyawa organologam dapat memiliki berbagai bilangan koordinasi, yang menyatakan jumlah ligan yang terikat pada pusat logam.
3. Reaksi pertukaran ligan: Senyawa organologam dapat mengalami reaksi pertukaran ligan, dimana ligan lain menggantikan satu ligan (Abbott, Dougan, & Xue, 2011).
4. Reaksi redoks: Senyawa organologam berpartisipasi dalam reaksi redoks, di mana pusat logam mengubah keadaan oksidasinya, yang memengaruhi reaktivitas senyawa tersebut.
5. Katalisis homogen: Banyak senyawa organologam bertindak sebagai katalis dalam reaksi organik, memfasilitasi transformasi satu molekul organik menjadi molekul lain dengan bantuan kompleks logam transisi.
6. Kompleks logam transisi: Senyawa organologam sering kali melibatkan logam transisi dengan orbital d yang terisi sebagian, memungkinkannya membentuk interaksi ikatan berganda dengan ligan.

Studi tentang organologam telah berkontribusi secara signifikan terhadap kemajuan kimia modern dan telah mengarah pada pengembangan metode baru dan efisien dalam sintesis kimia dan proses industri.

Apa peran industri yang dimainkannya?

Kimia organologam sangat penting dalam berbagai proses industri karena sifat dan reaktivitas senyawa organologam yang unik. Misalnya, kompleks organologam dapat memiliki berbagai bilangan koordinasi, yang mewakili jumlah ligan yang terikat pada pusat logam. Keragaman ini memungkinkan desain kompleks dengan sifat sterik dan elektronik yang berbeda (Gardner, Seechurn, & Colacot, 2020). Berikut adalah beberapa aplikasi spesifik organologam dalam industri:

Katalisis: Senyawa organologam banyak digunakan sebagai katalis dalam proses industri. Mereka biasanya berlaku untuk katalisis homogen, di mana pemicunya berada dalam fase yang sama dengan reaktan. Kompleks logam transisi bertindak sebagai katalis untuk mendorong reaksi kimia, menghasilkan laju reaksi yang lebih tinggi, selektivitas yang meningkat, dan kondisi reaksi yang lebih ringan. Proses katalitik berdasarkan organologam menghasilkan obat-obatan, bahan kimia murni, petrokimia, dan polimer (Gardner, Seechurn, & Colacot, 2020).

Hidroformilasi: Kompleks organologam, khususnya kobalt dan rhodium, merupakan katalis penting dalam hidroformilasi olefin (proses okso). Reaksi ini mengubah alkena menjadi aldehida, zat antara penting dalam memproduksi berbagai bahan kimia, seperti alkohol, asam, dan plastik.

Metatesis: Metatesis olefin adalah reaksi kuat yang mengatur ulang ikatan rangkap karbon-karbon dalam senyawa olefin. Katalis organologam berdasarkan logam seperti rutenium, molibdenum, dan tungsten digunakan dalam proses ini, yang memiliki aplikasi dalam produksi bahan kimia khusus, obat-obatan, dan bahan yang difungsikan (Gardner, Seechurn, & Colacot, 2020).

Polimerisasi: Katalis organologam memainkan peran penting dalam berbagai proses polimerisasi. Katalis Ziegler-Natta, terdiri dari senyawa organologam berdasarkan titanium atau zirkonium, menghasilkan polietilen dan polipropilen. Katalis ini memungkinkan kontrol atas struktur mikro polimer, menghasilkan bahan dengan sifat tertentu.

Farmasi: Senyawa organologam berlaku untuk penelitian dan pengembangan farmasi. Kimia obat melibatkan kompleks organologam untuk meningkatkan pengiriman obat, meningkatkan sifat terapeutik, dan menargetkan jalur biologis tertentu.

Sintesis Organik: Reaksi organologam mensintesis molekul organik kompleks. Proses seperti reaksi penggandengan silang (misalnya, reaksi Suzuki, Heck, dan Sonogashira) menggunakan senyawa organologam untuk membentuk ikatan karbon-karbon dan karbon-heteroatom, membentuk struktur molekul yang rumit.

Aplikasi Lingkungan: Organologam terlibat dalam perbaikan lingkungan, seperti pengolahan air limbah, pemurnian udara, dan pengendalian polusi. Organologam menghilangkan polutan berbahaya dari limbah industri dan gas buang. Senyawa organologam memberikan efek lingkungan beracun yang sangat rendah (Jenkins, Craig, Francesconi, & Harrington, 2006).

Kerangka Logam-Organik (MOF): MOFs adalah bahan berpori yang terbuat dari ion logam yang dihubungkan oleh ligan organik. Bahan-bahan ini memiliki aplikasi dalam penyimpanan gas, pemisahan gas, dan katalisis. Kimia organologam sangat penting dalam merancang dan mensintesis MOF dengan sifat yang disesuaikan untuk aplikasi spesifik (Gardner, Seechurn, & Colacot, 2020).

Secara keseluruhan, keserbagunaan dan reaktivitas senyawa organologam membuatnya sangat diperlukan dalam berbagai proses industri, berkontribusi pada kemajuan teknologi, bahan, dan obat-obatan modern. Penelitian lanjutan di bidang ini kemungkinan akan mengarah pada penemuan katalis dan proses baru dengan efisiensi dan keberlanjutan yang lebih besar.

Chemwatch ada di sini untuk membantu.

Banyak bahan kimia yang tidak aman untuk dihirup, dikonsumsi, atau dioleskan ke kulit. Untuk menghindari konsumsi yang tidak disengaja, kesalahan penanganan, dan kesalahan identifikasi, bahan kimia harus diberi label, dilacak, dan disimpan secara akurat. Untuk bantuan dalam hal ini, dan penanganan bahan kimia dan berbahaya, SDS, label, Penilaian Risiko, dan pemetaan panas, atau hubungi kami hari ini!

sumber:

• Kepala Biara, JKC, Dougan, BA, & Xue, Z., (2011). Sintesis senyawa organologam, Kimia Sintetik Anorganik Modern.Elsevier.
• Ashenhurst, J. (2022). Apa itu organologam? Guru Kimia Organik. https://www.masterorganicchemistry.com/2015/10/28/whats-an-organometallic/
• Gardner, BM, Seechurn, CJ, & Colacot, TJ, (2020). Tonggak Industri dalam Kimia Organologam, Kimia organologam dalam Industri: Pendekatan Praktis,(1^st, red.). Wiley-VCH.
• Rumah, JE, & Rumah, KA, (2016). senyawa organologam, Kimia Anorganik Deskriptif, (edisi ke-3). Pers Akademik.  
• Jenkins, RO, Craig, PJ, Francesconi, KA, & Harrington, CF (2006). Aspek lingkungan dan biologi senyawa organologam, Kimia Organologam Komprehensif III: Dari Dasar hingga Aplikasi, 12, 603-661. https://doi.org/10.1016/B0-08-045047-4/00178-3