Ferrocen
Ferrocen | |
---|---|
Numele IUPAC | |
Fe (II) -bis (η 5 -C 5 H 5 ) 2 | |
Denumiri alternative | |
ferocen diciclopentadienil fier | |
Caracteristici generale | |
Formula moleculară sau brută | C 10 H 10 Fe |
Masa moleculară ( u ) | 186.04 |
Aspect | solid cristalin galben-portocaliu |
numar CAS | |
Numărul EINECS | 203-039-3 |
PubChem | 7611 |
ZÂMBETE | [CH-]1C=CC=C1.[CH-]1C=CC=C1.[Fe+2] |
Proprietăți fizico-chimice | |
Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 1,49 |
Solubilitate în apă | insolubil, solubil în solvenți organici nepolari |
Temperatură de topire | 172–175 ° C (445–448 K ) |
Temperatura de fierbere | 249 ° C (522 K) |
Presiunea vaporilor ( Pa ) la 373,15 K. | 3,4 hPa |
Informații de siguranță | |
Temperatură de autoaprindere | > 150 ° C (> 423,15 K) |
Simboluri de pericol chimic | |
Pericol | |
Fraze H | 228 - 302 - 411 |
Sfaturi P | 210 - 260 - 273 [1] |
Ferocenul este un compus chimic cu formula Fe (C 5 H 5 ) 2 . Reprezintă prototipul metalocenelor , o clasă de compuși organometalici constând din două inele ciclopentadienil legate pe laturile opuse ale unui atom central de metal. Acești compuși sunt, de asemenea, cunoscuți ca „ compuși sandwich ” , tocmai datorită legăturii caracteristice care implică prezența unui metal interpus între doi liganzi. Cu numărul CAS 102-54-5, se prezintă ca o culoare galben-portocalie solidă , stabilă în aer și care se sublimează în vid.
Rezumat și structură
Inițial, la fel ca mulți compuși chimici, ferocenul a fost obținut neintenționat . În 1951, la Universitatea Duquesne , Pauson și Kealy au efectuat reacția chimică dintre bromura de ciclopentadienil magneziu și clorura de fier cu scopul de a efectua cuplarea oxidativă a dienei. În schimb, au obținut o pulbere ușor portocalie, cu o stabilitate chimico-fizică remarcabilă. [2] Ferocenul este cel mai frecvent sintetizat prin reacția dintre ciclopentadienilul de sodiu și clorura de fier în solvent tetrahidrofuran . [3]
Structura ferocenului a fost confirmată prin RMN și difracție cu raze X. [4] [5] Structura sa caracteristică „sandwich” a condus la dezvoltarea unui interes puternic pentru compușii formați din elementele blocului d cu hidrocarburi și a inițiat dezvoltarea unui domeniu modern al chimiei organometalice . Multe alte metale pot fi utilizate în locul fierului și multe alte hidrocarburi pot îndeplini funcția de ciclopentadienil.
În ferocen, cei șase electroni ioni ai anionului ciclopentadienil aromatic sunt utilizați în legătura cu ionul central Fe 2+ care presupune configurația electronică a unui gaz nobil : Fe 2+ are o configurație externă 3d 6 care cu 6 × 2 = 12 electroni dintre cei doi ciclopentadienili devine configurația criptonului , respectând regula celor 18 electroni . Datorită acestui fapt, compusul este deosebit de stabil. Toți cei cinci atomi de carbon se contractă simultan cu metalul, ceea ce constituie hapticitate η 5 .
Proprietăți chimice
Ferocenul suferă multe reacții caracteristice compușilor aromatici, dintre care cele mai importante sunt reacțiile Friedel-Crafts . [3] De exemplu, ferocenul este acetilat după tratamentul cu anhidridă acetică (sau clorură de acetil ) în prezența acidului fosforic ca catalizator :
- Fe (C 5 H 5 ) 2 + (CH 3 CO) 2 O → Fe (C 5 H 5 ) (C 5 H 4 C (O) CH 3 ) + CH 3 CO 2 H
- Fe (C 5 H 5 ) (C 5 H 4 C (O) CH 3 ) + (CH 3 CO) 2 O → Fe (C 5 H 4 C (O) CH 3 ) 2 + CH 3 CO 2 H
Ferocenul este deprotonat prin tratament cu baze foarte puternice, cum ar fi n-butil-litiu , [3] pentru a da 1,1'-dilitioferrocen care este un nucleofil versatil:
- Fe (C 5 H 5 ) 2 + 2 C 4 H 9 Li → Fe (C 5 H 4 Li) 2 + 2 C 4 H 10
- Fe (C 5 H 4 Li) 2 + 2 (C 6 H 5 ) 2 PCl → Fe (C 5 H 4 P (C 6 H 5 ) 2 ) 2 + 2 LiCl
Spre deosebire de compușii organici aromatici clasici, are o proprietate foarte particulară: capacitatea de a suferi oxidare prin obținerea unui electron, cu potențial de reducere standard (măsurat cu un electrod saturat de calomel ) de 0,4 V. Oxidarea se realizează de obicei cu ajutorul FeCl 3, ferricinium ionul [Fe (C 5 H 5) 2] este obținut + de culoare albastră. Sărurile de ferocen sunt utilizate pe scară largă ca agenți de oxidare, profitând de faptul că produsul de reducere a ferocenului este stabil și ușor de separat de alte produse.
Aplicații ale ferocenului și derivaților săi
Ferrocenul, în sine, are puține aplicații. Disponibilitatea de nenumărați derivați, mono sau bi-substituiți, extinde domeniul posibilelor aplicații.
- Aditiv pentru combustibil . Ferrocenul și derivații săi sunt agenți anti-ciocănire utilizați în combustibilii pentru motoare pe benzină ; sunt considerați mai siguri decât plumbul tetraetil . [6] Pe de altă parte, se pot forma depuneri pe suprafața bujiei , devenind inutilă ulterior. La motoarele diesel , ferocenul reduce producția de funingine .
- Medicină : unele săruri de ferocen au activitate anticarcinogenă. Există un medicament experimental care reprezintă versiunea ferocenil a tamoxifenului [7] : principiul exploatează afinitatea tamoxifenului pentru siturile de legare a estrogenilor , cu efect citotoxic . [7] [8] [9]
- Știința materialelor : ferocenul sublimat poate fi utilizat pentru depunerea unor tipuri de fulereni . De asemenea, este adesea folosit pentru producerea nanotuburilor de carbon prin depunerea chimică a vaporilor (CVD) , fie sub formă de soluție într-un solvent organic, fie sub formă de pulbere prin care curge o hidrocarbură gazoasă (de obicei acetilenă sau etilenă ), fierul fiind unul dintre cei mai comuni catalizatori pentru creșterea nanotuburilor.
- Sursa liganzilor . Ferocenilfosfinele chirale sunt utilizate ca liganzi în reacțiile catalizate de metalele de tranziție . Unii dintre ei găsesc aplicații industriale în sinteza medicamentelor sau a compușilor utilizați în agricultură . 1,1'-bis difenilfosfinoferrocenul este un ligand important utilizat pentru paladiu , catalizator al diferitelor reacții de cuplare oxidativă.
Notă
- ^ foaie tehnică a ferocenului pe IFA-GESTIS , pe gestis-en.itrust.de . Adus pe 29 iunie 2021 (Arhivat din original la 16 octombrie 2019) .
- ^ (EN) TJ Kealy, PL Pauson, A New Type of Organo-Iron Compound , in Nature , vol. 168, 1951, p. 1039, DOI : 10.1038 / 1681039b0 .
- ^ a b c DF Shriver, PW Atkins; CH Langford, Chimie anorganică , Zanichelli , 1993, ISBN 88-08-12624-2 .
- ^ J. Dunitz, L. Orgel, A. Rich, Structura cristalină a ferocenului , în Acta Crystallographica , vol. 9, 1956, pp. 373–375, DOI : 10.1107 / S0365110X56001091 .
- ^ (EN) Pierre Laszlo, Roald Hoffmann ,, <123 :: AID-ANIE123> 3.0.CO; 2-Z Ferrocene: Ironclad History or Rashomon Tale? , în Angewandte Chemie International Edition , vol. 39, 2000, pp. 123–124, DOI : 10.1002 / (SICI) 1521-3773 (20000103) 39: 1 <123 :: AID-ANIE123> 3.0.CO; 2-Z .
- ^ (RO) Aplicarea aditivilor pentru combustibili (PDF) pe osd.org.tr. Adus la 12 august 2010 (arhivat din original la 5 mai 2006) .
- ^ a b S. Top, A. Vessières, G. Leclercq, J. Quivy, J. Tang, J. Vaissermann, M. Huché și G. Jaouen, Sinteză, proprietăți biochimice și studii de modelare moleculară a modulatorilor organometalici specifici ai receptorilor de estrogen ( SERMs), Ferrocifens and Hydroxyferrocifens: Evidence for an Antiproliferative Effect of Hydroxyferrocifens at both Hormone-dependent and Hormone-Independent Breast Cancer Cell Lines , in Chemistry, a European Journal , vol. 9, nr. 21, 2003, pp. 5223–36, DOI : 10.1002 / chim.200305024 , PMID 14613131 .
- ^ Ron Dagani, The Bio Side of Organometallics , în Chemical & Engineering News , vol. 80, n. 37, 16 septembrie 2002, pp. 23-29.
- ^ S. Top, B. Dauer, J. Vaissermann și G. Jaouen, Easy route to ferrocifen, 1- [4- (2-dimetilaminoetoxi)] - 1- (fenil-2-ferocenil-but-1-enă), primul analog organometalic al tamoxifenului, prin reacția McMurry , în Journal of Organometallic Chemistry , vol. 541, 1997, pp. 355–361, DOI : 10.1016 / S0022-328X (97) 00086-7 .
Elemente conexe
Alte proiecte
- Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre ferocen
linkuri externe
- ( EN ) Ferrocene , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Controlul autorității | LCCN (EN) sh85047875 · GND (DE) 4154116-9 · NDL (EN, JA) 00.563.129 |
---|