Ферроцен – едно от най-известните органометални съединения, представител на класа на сандвич съединения (металоцени). Номенклатурно наименование: бис-(η5-циклопентадиенил)железо(II) (η5-С5Н5)2Fe. Оранжеви кристали. Фероценът сублимира при атмосферно налягане; разтворим в органични разтворители, неразтворим във вода; устойчив на въздух, гореща концентрирана солна киселина и алкални разтвори.
Отваряне През 1951 г.т. Кили и П. Посон провеждат реакция C5H5MgBr с железен хлорид FeCl3, за да синтезират нов въглеводород – дициклопентадиенил. Неочаквано те получиха напълно ново, изключително стабилно жълто-оранжево кристално съединение, съдържащо желязо. Отне около година, за да разберем как е построена. Установено е, че железният атом е разположен по средата между два симетрични петчленни пръстена C5H5. . Петчленните Пръстени в молекулата се въртят свободно около оста, свързваща центровете на пръстените. Този тип структура се нарича „сандвич“. Поради сходството на реактивността с бензола, новото съединение е наречено „фероцен“ (звуковата аналогия е очевидна на английски:benzene). Фероценовата Структура е инсталирана през 1952 г.от Р. Удуърд и Дж. Уилкинсън въз основа на неговата реактивност и независимо от тях – е. Фишър въз основа на рентгеновите дифракционни данни.
Опция От много изследователи е доказано, че общият характер на реактивността на фероцена наподобява бензен; това доведе до това, че много скоро след откриването фероценът беше наречен небензоидна ароматна система. За него са характерни три вида химични преобразувания: подмяна на водород в С5Н5-пръстени, без разкъсване на връзки Fe—Cp (Cp=С5Н5), окислението на атома Fe и разкъсване на връзки Fe—Cp. Реакциите на електрофилно заместване за фероцен протичат по-лесно, отколкото за бензен; в този случай се образуват както моно -, така и хетероануларни (съдържащи заместители в различни цикли) дизаместени производни. Фероценът лесно и обратимо се окислява до фероцен радикален катион (от атмосферен кислород в кисела среда, водороден пероксид, йод, железен хлорид(III) и др). При окисляване няма забележими промени в геометрията на фероценовата молекула. Разредените разтвори на фероцениеви соли са оцветени в синьо, концентрираните – в червено. Връзката Fe—ср във фероцена е слабо реактивна и се разрушава само при действието на много силни редуциращи агенти: водород в присъствието на катализатор (никел на реней) (300 0, 2,5 МРа) или разтвори на алкални метали в течен амоняк или амини. Когато фероцен взаимодейства с арени в присъствието на AlCl3/Al, един пръстен се заменя с арени и се образува катион [Fe(С5Н5)(Ar)]+.
Получаване Реакция на железен хлорид с реагент на Гриняр:
Реакция на циклопентадиен с железен пентакарбонил:
Реакция на циклопентадиен с железен хлорид и диетиламин:
Прилагане Фероценът се използва в петролната промишленост като антидетонатор. Използва се като термостабилизатор на полиетилен и диенови каучуци (например бутадиен); използва се при синтеза на някои лекарства.
Литература Фишер Э., Вернер Г. „π-комплексы металлов“, М.: Мир, 1968. Посон П. „Химия металлоорганических соединений“, М.: Мир, 1970. Губин С. П., Шульпин Г. Б. „Химия комплексов со связями металл — углерод“, Новосибирск, Наука, 1984.
Външни препратки Металлоцены – лекция Химия элементоорганических соединений
Източници
Категория:Органожелезни съединения