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Pi-Komplex
Pi-Komplex (π-Komplex) ist ein Begriff aus der Komplexchemie. Damit werden Koordinationsverbindungen bezeichnet, die häufig nur als instabile Zwischenstufen …
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Definition und Abgrenzung
Ein Pi-Komplex (π-Komplex) ist eine Koordinationsverbindung der Komplexchemie. Er beruht auf Wechselwirkungen zwischen den Elektronenpaaren einer Doppelbindung und freien Koordinationsstellen, oft an einem Übergangsmetall. Pi-Komplexe treten häufig nur als instabile Zwischenstufen auf.
Die übliche Definition meint die Wechselwirkung eines besetzten π-Orbitals des Liganden mit einer freien Koordinationsstelle des Zentralatoms, meist einem unbesetzten σ*-Orbital. Eine Rückbindung ist dagegen die Wechselwirkung eines π-Elektronenpaars des Zentralatoms mit einem unbesetzten σ*-Orbital des Liganden. Solche Rückbindungen kommen auch bei normalen Elektronenpaar-Donatoren, also σ-Donatoren, vor und werden nicht Pi-Komplexe genannt. Deshalb rät die IUPAC von dem Begriff ab und bevorzugt „Pi-Addukt“: eine gerichtete Wechselwirkung zwischen einem π-Orbital und einem π- oder σ-Orbital, unabhängig davon, ob diese Orbitale zum Zentralatom oder zum Liganden gehören.
Bedeutung in Reaktionen
Pi-Komplexe sind besonders in der organischen Chemie wichtig, weil sie Reaktionsmechanismen erklären helfen. Sie werden häufig bei elektrophilen Additions- und Substitutionsreaktionen genannt.
Bekannte Fälle sind Reaktionen von Brom oder Iod mit einer Doppelbindung oder mit einem aromatischen System wie Benzol. Außerdem sind Pi-Komplexe wichtige Zwischenstufen bei der allylischen Substitution, der Olefinmetathese, der Sonogashira-Kupplung und ähnlichen übergangsmetallkatalysierten Kupplungsreaktionen.
Im Kupfer-Zyklus der Sonogashira-Kupplung wird Kupferacetylid in situ erzeugt. Dabei bildet sich ein Pi-Komplex zwischen den π-Elektronen der Dreifachbindung des endständigen Alkins und dem Kupferatom des als Co-Katalysator benötigten Kupferhalogenids.