Metallocener
Metallocener er organiske forbindelser dannet af et overgangsmetal og cyclopentadien .
Struktur og egenskaber
Metallocene molekyler har form af en "sandwich": en metalion med en oxidationstilstand på +2 er placeret mellem to parallelle cyclopentadienylringe i lige stor afstand fra dem. I de fleste metallocener er metallet bundet til ligander ved en kovalent binding, men i manganocenet dannes den kemiske binding på grund af den elektrostatiske interaktion mellem Mn 2+ kationen og C 5 H 5 anioner . I chromocæn og vanadocen har bindingen mellem metalionen og ligander også en delvis ionisk karakter. Det indbyrdes arrangement af cyclopentadienylringe afhænger af forbindelsen: hvis i ferrocen disse ringe er i en prismatisk eller antiprismatisk konfiguration, så i rutenocenog osmocen - i det prismatiske.
Metallocener er intenst farvede og letopløselige i mange organiske opløsningsmidler. I stand til at flygte. Hvis metalionen i metallocenmolekylet har en elektronskal som ædelgasser (for eksempel i ferrocen, rutenocen og osmocen), så er sådanne forbindelser ret stabile - de tåler opvarmning op til 400 ° C, de er ikke underlagt oxidation i luft. Sådanne forbindelser har aromatiske egenskaber: de indgår i elektrofile substitutionsreaktioner (sulfonering, acylering, merkurering, metalleringsreaktioner). Mindre stabil er nikkelocen . Andre metallocener er ustabile i luft og oxiderer hurtigt.
Metallocener interagerer med elektrontiltrækkende grupper for at danne ladningsoverførselskomplekser . De er i stand til at danne metalloceniumkationer, der er stabile i sure opløsninger, for eksempel: [(C 5 H 5 ) 2 M] + og danner dårligt opløselige forbindelser med komplekse anioner [PF 6 ] - , [BF 4 ] - , [PtCl 6 ] 2- , [ ] -
Nickelocen er i stand til at udskifte sine cyclopentadienylringe med andre ligander, når de interagerer med Ni(CO) 4 , NO, PPh 3 , KCN i flydende ammoniak , og tilføjer også umættede forbindelser til. Cobaltocen oxideres af vand med frigivelse af molekylært hydrogen og dannelse af en cobaltocenkation [(C 5 H 5 ) 2 Co] + , og med hydrogenhalogenider danner det et cobaltocensalt og stabile kompleksforbindelser:
![{\displaystyle {\mathsf {2[(C_{5}H_{5})_{2}Co]+CCl_{4}\højrepil [(C_{5}H_{5})_{2}Co]Cl+ \pi {\text{-}}[(C_{5}H_{5})_{2}Co]CCl_{3))))](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2b2a6233fb6ae8fb125bb1bb9e9ca6d9a540af5c)
Mange andre metallocener er ustabile over for varme og oxidationsmidler på samme måde som carbener .
Indhentning og anvendelse
Syntesen af metallocener består i omsætningen af alkalimetal-, thallium- eller magnesiumcyclopentadienider med overgangsmetalsalte eller acetylacetonater samt direkte interaktion af cyclopentadien med et overgangsmetalsalt eller carbonyl.
Metallocener bruges som katalysatorer og co-katalysatorer i forskellige homogene reaktioner, som lægemidler og additiver til brændstoffer og olier. De bruges også som mellemprodukter i organisk syntese.
Litteratur
- Knunyants I. L. et al. bind 3 Med-Pol // Chemical Encyclopedia. - M . : Great Russian Encyclopedia, 1992. - 639 s. — 50.000 eksemplarer. — ISBN 5-85270-039-8 .