Nonakarbonyl diželeza

Nonakarbonyl diželeza
Strukturní vzorec

Strukturní vzorec

Model molekuly

Model molekuly

Obecné
Systematický názevnonakarbonyl diželeza
Ostatní názvytri-μ-karbonyl-bis(trikarbonylželezo)
Funkční vzorecFe2(CO)9
Sumární vzorecFe2C9O9
Vzhledoranžovožluté krystaly
Identifikace
Registrační číslo CAS15321-51-4
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)239-359-5
PubChem6096993
SMILESO=C1[Fe]2(=C=O)(=C=O)(=C=O)C(=O)[Fe]1(=C=O)(=C=O)(=C=O)C2=O
InChI1S/9CO.2Fe/c9*1-2;;
Vlastnosti
Molární hmotnost363,78 g/mol
Teplota rozkladu100 °C (373 K)
Hustota2,08 g/cm3
Rozpustnost ve voděnerozpustný
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05
GHS06 – toxické látky
GHS06
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Nonakarbonyl diželeza je anorganická sloučenina se vzorcem Fe2(CO)9, používaná jako reaktant v organokovové chemii a organické syntéze.[1] Je reaktivnějším zdrojem železa než pentakarbonyl, Fe(CO)5, a díky své netěkavosti je méně nebezpečný. Je prakticky nerozpustný ve všech běžných rozpouštědlech.

Příprava a struktura

Podle původního postupu[2] se nonakarbonyl diželeza připravuje fotolýzou roztoku Fe(CO)5 v kyselině octové:[3][4]

2 Fe(CO)5 → Fe2(CO)9 + CO

Fe2(CO)9 obsahuje dvojici Fe(CO)3 center spojených třemi můstkovými CO ligandy. Přestože se uvádělo, že vazba Fe-Fe odpovídá pravidlu 18 elektronů (8 valenčních elektronů z Fe, dva z každého koncového karbonylu, jeden z každého můstkového a jeden z dalšího atomu Fe ve vazbě kov-kov), tak se teoretickými analýzami zjistilo, že se v molekule neobjevuje přímá vazba Fe-Fe;[5] předpokládá se, že na jednom z můstků se vyskytuje tricentrická dvouelektronová vazba Fe-C-Fe. Menšinový izomer je možné vykrystalizovat s C60. Atomy železa jsou rovnocenné a mají oktaedrickou geometrii. Zkoumání struktury Fe2(CO)9 je obtížné, protože nízká rozpustnost omezuje tvorbu krystalů. Mössbauerovské spektrum vykazuje jeden kvadrupólový dublet, což odpovídá D3h-symetrické struktuře.

Reakce

Fe2(CO)9 se používá na přípravu sloučenin typu Fe(CO)4L a Fe(CO)3(dien); tyto syntézy se obvykle provádějí v tetrahydrofuranu. Předpokládá se, že se přitom rozpouští malé množství Fe2(CO)9 podle následující rovnice:[6]

Fe2(CO)9 → Fe(CO)5 + Fe(CO)4(THF)

Oxidační adicí allylbromidu na nonakarbonyl diželeza vzniká allylový železnatý komplex.[7]

Fe2(CO)9 + BrCH2CH=CH2 → FeBr(CO)3(C3H5) + CO + Fe(CO)5

Podobně se připravuje trikarbonyl cyklobutadienželeza z 3,4-dichlorcyklobutenu:[8]

C4H4Cl2 + 2 Fe2(CO)9 → (C4H4)Fe(CO)3 + 2 Fe(CO)5 + 2 CO + 2 FeCl2.

Fe2(CO)9 se také používá na přípravu cyklopentadienonů [2+3]-cykloadicí z dibromketonů.[9]

Fotolýzou Fe2(CO)9 za nízkých teplot se vytváří nenasycený komplex Fe2(CO)8, přičemž některé izomery obsahují CO můstky a jiné nikoliv.[10]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Diiron nonacarbonyl na anglické Wikipedii.

  1. ↑ Elschenbroich, C.; Salzer, A. ”Organometallics : A Concise Introduction” (2nd Ed) (1992) Wiley-VCH: Weinheim ISBN 3-527-28165-7
  2. ↑ Edmund Speyer; Hans Wolf. Über die Bildungsweise von Eisen-nonacarbonyl aus Eisen-pentacarbonyl. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1924, s. 1424–1425. DOI 10.1002/cber.19270600626. 
  3. ↑ King, R. B. Organometallic Syntheses. Volume 1 Transition-Metal Compounds; Academic Press: New York, 1965. ISBN 0-444-42607-8
  4. ↑ E. H. Braye; W. Hübel. Diiron Enneacarbonyl. Inorganic Syntheses. 1966, s. 178. ISBN 978-0-470-13239-5. DOI 10.1002/9780470132395.ch46. 
  5. ↑ Jennifer C. Green, Malcolm L. H. Green, Gerard Parkin "The occurrence and representation of three-centre two-electron bonds in covalent inorganic compounds" Chemical Communications 2012, 11481-11503. DOI:10.1039/c2cc35304k
  6. ↑ F. Albert Cotton, Jan M. Troup "Reactivity of diiron nonacarbonyl in tetrahydrofuran. I. Isolation and characterization of pyridinetetracarbonyliron and pyrazinetetracarbonyliron" Journal of the American Chemical Society, 1974, volume 96, pp 3438–3443 DOI:10.1021/ja00818a016
  7. ↑ Charles F. Putnik; James J. Welter; Galen D. Stucky; M. J. d'Aniello; B. A. Sosinsky; J. F. Kirner; E. L. Muetterties. Metal clusters in catalysis. 15. A Structural and Chemical Study of a Dinuclear Metal Complex, Hexacarbonylbis(.eta.3-2-propenyl)diiron(Fe-Fe). Journal of the American Chemical Society. 1978, s. 4107–4116. DOI 10.1021/ja00481a020. 
  8. ↑ R. Pettit; J. Henery. Cyclobutadieneiron Tricarbonyl. Organic Syntheses. 1970, s. 21. DOI 10.15227/orgsyn.050.0021. 
  9. ↑ R. NOYORI; YOKOYAMA, K.; HAYAKAWA, Y. Cyclopentanones from α, α'-Dibromoketones and Enamines: 2,5-Dimethyl-3-Phenyl-2-Cyclopenten-1-one. Org. Synth.. 1988. Dostupné online. (anglicky) ; Coll. Vol.. S. 520. (anglicky) 
  10. ↑ Susan C. Fletcher. Structure and Reactions of Fe2(CO)8: An IR Spectroscopic study using 13C Photolysis with plane-polarized light, and matrix isolation. Inorganic Syntheses. 1986, s. 3597. DOI 10.1021/ic00240a014. 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Diiron-nonacarbonyl-from-xtal-1974-3D-balls.png

Ball-and-stick model of the diiron nonacarbonyl molecule, Fe2(CO)9.

Colour code:

  Iron, Fe: blue-grey
  Carbon, C: grey-black
  Oxygen, O: red

Structure determined by X-ray crystallography and reported in Dalton Trans. (1974) 800–802 (FUZGAI).

Model manipulated in CrystalMaker 8.7.

Image generated in Accelrys DS Visualizer.
Fe2(CO)9noFeFe.png
Autor: Smokefoot, Licence: CC BY-SA 3.0
structure with no Fe-Fe bond in CO bridged isomer per Parkin et al.