Ferocen

Ferocenul  este unul dintre cei mai cunoscuți compuși organometalici, un reprezentant al clasei de compuși sandwich ( metaloceni ). Denumirea nomenclaturii: bis-η5- ciclopentadienil fier (II) ( η5 - C5H5 ) 2Fe .

Cristale portocalii . Ferocenul se sublimează la presiunea atmosferică; solubil în solvenți organici, insolubil în apă; rezistent la aer, acid clorhidric concentrat fierbinte și soluții alcaline .

Descoperire

În 1951, T. Keely și P. Pawson, au efectuat reacția C 5 H 5 MgBr cu clorură de fier FeCl 3 pentru a sintetiza o nouă hidrocarbură  - diciclopentadienil. În mod neașteptat, au primit un compus cristalin galben-portocaliu complet nou, extrem de stabil, care conține fier . A durat aproximativ un an pentru a înțelege cum a fost construit. S -a constatat că atomul de fier este situat la mijloc între două inele C5H5 simetrice cu cinci membri . Inelele cu cinci membri dintr-o moleculă se rotesc liber în jurul unei axe care leagă centrele inelelor. Acest tip de structură se numește „sandwich”. Datorită asemănării reactivității cu benzenul, noul compus a fost numit „ferocen” (analogia sonoră este evidentă în engleză: benzen - ferocen). Structura ferocenului a fost stabilită în 1952 de R. Woodward și J. Wilkinson pe baza reactivității sale și, în mod independent, de E. Fisher , pe baza datelor de difracție de raze X.

Proprietăți

Mulți cercetători au arătat că, în ceea ce privește natura generală a reactivității, ferocenul seamănă cu benzenul; acest lucru a condus la faptul că foarte curând după descoperire, ferocenul a fost numit un sistem aromatic non-benzenoid . Se caracterizează prin trei tipuri de transformări chimice: înlocuirea hidrogenului în inele С 5 Н 5 fără ruperea legăturilor Fe–Сp (Cp=С 5 Н 5 ), oxidarea la atomul de Fe și ruperea legăturii Fe–Cp.

Reacțiile de substituție electrofilă pentru ferocen au loc mai ușor decât pentru benzen; în acest caz, se formează derivați disubstituiți atât mono- cât și heteroanulare (conținând substituenți în inele diferite).

Ferocenul este ușor și reversibil oxidat la cationul radical feroceniu ( de oxigenul atmosferic într-un mediu acid, peroxid de hidrogen , iod , clorură de fier (III) etc.). În timpul oxidării, nu există modificări vizibile în geometria moleculei de ferocen. Soluțiile diluate de săruri de feroceniu sunt colorate în albastru, soluțiile concentrate sunt roșii.

Legătura Fe–Сp în ferocen este ușor reactivă și se rupe numai sub acțiunea unor agenți reducători foarte puternici: hidrogen în prezența unui catalizator ( nichel Raney ) (300 °C, 2,5 MPa) sau soluții de metale alcaline în amoniac lichid sau amine. În timpul interacțiunii ferocenului cu arenele în prezența AlCl3 / Al, un inel este înlocuit cu o arenă și se formează cationul [Fe(C5H5 ) ( Ar)] + .

Obținerea

• Reacția clorurii ferice cu reactivul lui Grignard :

• Reacția ciclopentadienei cu pentacarbonilul de fier :

• Reacția ciclopentadienei cu clorură ferică și dietilamină :

Aplicație

Ferocenul este folosit în industria petrolului ca agent antidetonant . Se folosește ca stabilizator termic pentru cauciucuri polietilenă și dienică (de exemplu, butadienă); utilizat în sinteza anumitor preparate medicale.

Note

1. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0205.html

Literatură

• Fisher E., Werner G. „π-complexes of metals”, M.: Mir, 1968.
• Poson P. „Chimia compușilor organometalici”, M .: Mir, 1970.
• Gubin S. P., Shulpin G. B. „Chimia complexelor cu legături metal-carbon”, Novosibirsk, Nauka, 1984.

Link -uri

• Metalocene - prelegere
• Chimia compușilor organoelementali