معدن ريكي

معدن ريكي هو مسحوق معدني شديد التفاعل يُنتج عن طريق اختزال ملح معدني باستخدام فلز قلوي. سُميت هذه المواد نسبةً إلى روبن د. ريكي، الذي وصف لأول مرة، بالاشتراك مع زميل له، في عام 1972، طرق تحضيرها. ^{[ 1 ]} وفي عام 1974، كتب عن ريكي-مغنيسيوم. ^{[ 2 ]} وفي ورقة بحثية نُشرت عام 1989، أدرج ريكي عدة معادن يسمح الجدول الدوري بإنتاجها باستخدام طريقته: الكادميوم ، والزنك ، والنيكل ، والبلاتين ، والبلاديوم ، والحديد ، والإنديوم ، والثاليوم، والكوبالت ، والكروم ، والموليبدينوم ، والتنغستن ، والنحاس ، والتي تُسمى بدورها ريكي-نيكل، وريكي-بلاتين، وما إلى ذلك . ^{[ 3 ]}

تتميز معادن ريكي بنشاطها الكيميائي العالي نظرًا لمساحة سطحها الكبيرة وافتقارها لأكاسيد سطحية قد تعيق تفاعل المواد الصلبة. تتميز هذه المعادن بصغر حجم جزيئاتها، حيث يتراوح قطرها بين 1-2 ميكرومتر وصولًا إلى 0.1 ميكرومتر أو أقل. بعض المعادن، مثل النيكل والنحاس ، تُنتج معلقات غروانية سوداء لا تترسب حتى مع الطرد المركزي ، ولا يمكن ترشيحها. بينما تُنتج معادن أخرى، مثل المغنيسيوم والكوبالت ، جزيئات أكبر حجمًا، ولكن وُجد أنها تتكون أساسًا من ملح قلوي ثانوي، مع وجود المعدن مُشتتًا فيها على شكل جزيئات أدق بكثير أو حتى على شكل طور غير متبلور . ^{[ 3 ]}

تُحضّر معادن ريكي عادةً عن طريق اختزال كلوريد فلز لا مائي باستخدام فلز قلوي في مذيب مناسب. ^{[ 4 ] [ 3 ] على سبيل المثال ،} يمكن تحضير مغنيسيوم ريكي من كلوريد المغنيسيوم باستخدام البوتاسيوم كعامل مختزل: ^{[ 5 ]} [ ^{6 ] [ 4 ]}

وصف ريكي في الأصل ثلاثة إجراءات عامة:

• يتفاعل الصوديوم أو البوتاسيوم المنصهر في مذيب ذي درجة غليان أعلى من درجة انصهار المعدن، وقادر على إذابة جزء من الملح اللامائي، في جو خامل . ومن بين التركيبات المقترحة: البوتاسيوم في رباعي هيدروفيوران (THF)، والصوديوم في 1،2-ثنائي ميثوكسي إيثان ، أو المعدن مع البنزين أو التولوين . يستغرق التفاعل الطارد للحرارة بضع ساعات، ويتطلب عادةً التسخين بالارتداد . ^{[ 3 ]}
• يتم التفاعل مع فلز قلوي عند درجات حرارة أقل من درجة انصهاره، باستخدام كمية حفزية (5-10% مول) من ناقل إلكتروني مثل النفثالين ^{[ 3 ]} أو ثنائي الفينيل . ^{[ 7 ]} يمكن استخدام هذه الطريقة مع الليثيوم كعامل مختزل، حتى في درجة حرارة الغرفة، ولذلك فهي أقل خطورة من الطريقة السابقة؛ وغالبًا ما ينتج عنها مساحيق أكثر تفاعلية. ^{[ 5 ]}
• يتفاعل هذا المركب مع نفثاليدي الليثيوم المُحضر مسبقًا ^{[ 3 ]} أو ثنائي فينيليد الليثيوم ^{[ 7 ]} بدلًا من الليثيوم. ويمكن إجراء هذه العملية عند درجات حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة. وعلى الرغم من بطء العملية، فقد وُجد أنها تُنتج جزيئات أصغر حجمًا. ^{[ 3 ]}

يترسب كلوريد الفلز القلوي مع الفلز المجزأ بدقة، والذي يمكن استخدامه في الموقع أو فصله عن طريق غسل كلوريد الفلز القلوي بمذيب مناسب. ^{[ 3 ]}

حظي زنك ريكي بأكبر قدر من الاهتمام بين جميع معادن ريكي. ويعود هذا الاهتمام إلى قدرة زنك ريكي على تحويل 2،5-ثنائي بروموثيوفين إلى البولي ثيوفين المقابل . ^{[ 8 ]} كما يتفاعل زنك ريكي مع بروموإسترات لإنتاج كواشف عضوية زنكية ذات قيمة في تفاعل ريفورماتسكي . ^{[ 9 ]}

يتفاعل مغنيسيوم ريكي مع هاليدات الأريل، حتى عند درجة حرارة -78  درجة مئوية، لإنتاج كواشف غرينيارد المقابلة ، وغالبًا بانتقائية عالية. ^{[ 10 ]} يشتهر مغنيسيوم ريكي بقدرته على تمكين تكوين "كواشف غرينيارد المستحيلة" مثل تلك المشتقة من فلوريدات الأريل ومن 2-كلورونوربورنان. ^{[ 5 ]}

شاع استخدام المعادن شديدة التفاعل في التخليق الكيميائي في ستينيات القرن العشرين. ومن التطورات في هذا المجال استخدام التخليق بالبخار المعدني ، كما وصفه سكيل وتيمز ^{[ 11 ]} وأوزين وآخرون. اعتمدت جميع هذه الطرق على أجهزة متطورة لتبخير المعادن، مما أدى إلى إطلاق شكل ذري من هذه المواد المتفاعلة.

في عام ١٩٧٢، نشر روبن د. ريكي، أستاذ الكيمياء بجامعة نورث كارولينا، الطريقة التي تحمل اسمه الآن. ^{[ ١٢ ]} وعلى عكس الطرق السابقة، لم تتطلب هذه الطريقة معدات خاصة، واقتصرت التحديات الرئيسية على التعامل مع الكواشف و/أو المنتجات ذاتية الاشتعال، والحاجة إلى كواشف لا مائية وتقنيات خالية من الهواء . ولذلك، حظي اكتشافه باهتمام واسع النطاق لبساطته وفعالية المعادن المنشطة.

واصل ريكي هذا العمل في جامعة نبراسكا-لينكولن . أسس هو وزوجته لوريتا شركة Rieke Metals LLC في عام 1991، استناداً إلى هذه المواد. ^{[ 13 ]}

غالباً ما ينطوي إنتاج واستخدام معادن ريكي على التعامل مع مواد شديدة الاشتعال الذاتي ، مما يتطلب استخدام تقنيات خالية من الهواء .

• مركبات الزنك العضوية من شركة BASF
• شركة ريكي ميتالز ، المالكة لعلامة ريكي التجارية