Ferroseeni | |||
Ferroseenin esitykset. | |||
Henkilöllisyystodistus | |||
---|---|---|---|
IUPAC-nimi |
ferroseeni, bis (r | 5- syklopentadienyyli) rauta |
||
Synonyymit |
Rautasyklopentadienyyli |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100 002 764 | ||
N O EY | 203-039-3 | ||
PubChem | |||
Hymyilee |
C1 = C [CH-] C = C1.C = 1C = C [CH-] C1. [Fe + 2] , |
||
InChI |
InChI: InChI = 1 / 2C5H5.Fe / c2 * 1-2-4-5-3-1; / h2 * 1-5H; / q2 * -1; +2 |
||
Ulkomuoto | oranssit kiteet, tyypillinen haju. | ||
Kemialliset ominaisuudet | |||
Raaka kaava | Fe (C 5 H 5 ) 2 | ||
Moolimassa | 186,031 ± 0,011 g / mol C 64,56%, H 5,42%, Fe 30,02%, 186,04 g / mol |
||
Fyysiset ominaisuudet | |||
T ° fuusio | 173 ° C | ||
T ° kiehuu |
249 ° C Sublimointipiste: yli 100 ° C |
||
Liukoisuus | veteen: ei mitään, liukenee useimpiin orgaanisiin liuottimiin |
||
Tilavuusmassa | 2,69 g · cm -3 ( 20 ° C ) | ||
Kyllästävä höyrynpaine | ajan 40 ° C : 4 Pa | ||
Kristallografia | |||
Schönflies-merkinnät | Pimennyt: D 5h Vaihtoehtoisesti: D 5v |
||
Varotoimenpiteet | |||
SGH | |||
WHMIS | |||
Hallitsematon tuoteTätä tuotetta ei valvota WHMIS-luokituskriteerien mukaan. Ilmoittaminen 1,0%: lla ainesosaluettelon mukaan Kommentit: Tämän ainesosan kemiallinen identiteetti ja pitoisuus on ilmoitettava käyttöturvallisuustiedotteessa, jos sitä on pitoisuutena, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 1,0% tuotekontrollissa. |
|||
Direktiivi 67/548 / ETY | |||
R-lausekkeet : R11 : Helposti syttyvää. R22 : Haitallista nieltynä. R51 / 53 : Myrkyllistä vesieliöille, voi aiheuttaa pitkäaikaisia haittavaikutuksia vesiympäristössä. S-lausekkeet : S22 : Vältettävä pölyn hengittämistä. S61 : Vältä päästämistä ympäristöön. Katso erityisohjeet / käyttöturvallisuustiedote. R-lausekkeet : 11, 22, 51/53, S-lausekkeet : 22, 61, |
|||
Kuljetus | |||
40 : syttyvä kiinteä aine tai itse-reaktiivisia tai itsestään kuumeneva materiaali YK-numero : 1325 : FLAMMABLE ORGANIC KIINTEÄ, NOS -luokka: 4,1 Levy: 4,1 : syttyvä kiinteät aineet, itse-reaktiivisten aineiden ja epäherkistäviltä räjähtävä kiintoaineita Pakkaus: Pakkaus ryhmä II / III : kohtalaisen / hieman vaaralliset materiaalit. |
|||
Ekotoksikologia | |||
DL 50 | 1320 mg / kg (rotta, suun kautta) | ||
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita. | |||
Ferroseeni on yhdiste organometallinen kaavan Fe (C 5 H 5 ) 2 . Se on osa metalloseeniperhettä , eräänlaista voileipäyhdistettä , jossa metallikeskusta ympäröi kaksi syklopentadienyylirengasta . Tällaisen yhdisteen ja sen analogien löytäminen kasvatti orgaanisen metallikemian alalla tuloksena Nobelin palkinnon .
Kuten monien tuotteiden kohdalla, ferroseenin ensimmäinen synteesi oli vahingossa. Vuonna 1951 Pauson ja Kealy Duquesnesin yliopistosta raportoivat syklopentadienyylimagnesiumbromidin ja rauta (II) kloridin reaktiosta dieenin kytkemiseksi ja siten fulvaleenin syntetisoimiseksi . Sen sijaan he saivat hiukan oranssin jauheen, jolla oli "huomattava stabiilius". Tämä stabiilisuus annettiin syklopentadienyylin aromaattiselle luonteelle , mutta "voileipärakennetta" ei löydetty tällä hetkellä.
Se oli Robert Burns Woodward ja Geoffrey Wilkinson , joka löysi tämän nimenomaisen sekoitus, joka perustuu sen reaktiivisuus. He osoittivat jälkimmäisen tyypillisesti aromaattiset ominaisuudet käyttämällä Friedel-Crafts-asylointia ja päättivät nimetä tämän yhdisteen "ferroseeniksi" viitaten bentseeniin, jolla on samat aromaattiset ominaisuudet. Itsenäisesti Ernst Otto Fischer päätyi samaan johtopäätökseen ja alkoi syntetisoida muita metalloseeneja, kuten nikkeloseeni ja kobaltoseeni . Sitten ferroseenien rakenne vahvistettiin NMR-spektroskopialla ja röntgenkristallografialla, ja sen erottuva rakenne johti ennennäkemättömään villitykseen d-lohko- metallien kemialliselle hiilivedyllä. Vuonna 1973 Fischer Münchenin Louisista ja Maximilianin yliopistosta sekä Lontoon Imperial College -yliopisto Wilkinson jakoivat Nobelin kemianpalkinnon työstään metalloseeneista ja muista organometallikemian näkökohdista.
Geoffrey Wilkinsonin kanssa löydön löytänyt Robert Burns Woodward ei saanut kemian Nobel-palkintoa toisin kuin jälkimmäinen. Jotkut historioitsijat uskovat, että Woodwardin olisi pitänyt jakaa tämä palkinto Wilkinsonin kanssa. Kuten historioitsijat, Woodward itse kirjoitti kirjeen Nobelin komitealle .
Ferroseenien saadaan helposti reaktiolla natrium syklopentadieenidipentakarboksylaatit että rautakloridin vedetön, eteeristä väliaineessa.
2 NaCl 5 H 5 + FeCI 2 → Fe (C 5 H 5 ) 2 + 2 NaCl-Ferroseenin rautatomi on hapettumistilassa +2. Jokainen pentadienyylirengas on siis negatiivisesti varattu kerran, jolloin π-elektronien lukumäärä on kuusi jokaisessa syklissä. Ne ovat siksi aromaattisia. Nämä kaksitoista elektronia - kuusi kutakin rengasta kohti - muodostavat kovalenttisia sidoksia metallin kanssa. Lisätään kuuteen elektroniin raudan d- kuoressa, kompleksi noudattaa 18-elektronin sääntöä . Sormusten hiili-hiilisidosten etäisyys on 1,40 Å . Rauta-hiilisidokset ovat 2,04 Å .
Ferroseeni on kiinteä aine, joka on vakaa ilmassa, vaikka se sublimoituu melko helposti. Kuten symmetriselle ja neutraalille molekyylille voidaan odottaa, ferroseeni on liukoinen tavallisiin orgaanisiin liuottimiin, mutta veteen liukenematon. Se on stabiili korkeassa lämpötilassa, jopa 400 ° C: seen .
Seuraava taulukko antaa joitain höyrynpaineen arvoja eri lämpötiloissa.
Paine (Pa) | 1 | 10 | 100 |
---|---|---|---|
Lämpötila (K) | 298 | 323 | 353 |
Valmistamiseksi ferroseeni perustuu reaktioon C 5 H 5 K(merkitty CpK) valmistettu in situ raudan (II) kloridilla liuoksessa.
(CpH) 2 - 2 CpH CPH + KOH → CPK + H 2 O 2 CPK + FeCI 2 → Cp 2 Fe + 2 KClSyklopentadieeni valmistetaan halkeilua , että dimeerin ja 180 ° C ; se on retro- Diels-Alder -reaktio . Reaktio tapahtuu tislauskolonnissa ja monomeeri otetaan talteen jäälämpötilassa.
Typen alla lisätään 6 g tätä monomeeriä 30 g KOH: n seoksen kanssa 75 ml : ssa dimetoksi-1,2-etaania; Sitten 8,5 g FeCI 2 , 4H 2 Oon 35 ml: ssa DMSO: ta, lisätään tipoittain 30 minuutin aikana. Muutaman minuutin voimakkaan sekoittamisen jälkeen reaktioväliaine indusoidaan 20 ml 12 M suolahapon ja 150 ml jään seoksessa . Oranssit ferroseenimuodot. Kiteet suodatetaan Buchner-suppilon läpi ja pestään pienellä kylmällä vedellä. Ne voidaan sublimoida keittolevylle asetetun Petri-astian pohjasta ja peittää jäätä sisältävällä kellolasilla. Kirkkaat keltaiset kiteet talletetaan sinne.
Ferroseeni käyttäytyy kuten useimmat aromaattiset aineet, mikä sallii substituoitujen johdannaisten synteesin. Tyypillinen esittelyn koe on Friedel-Crafts-reaktio , jossa etikkahappoanhydridin läsnä ollessa fosforihappoa katalyyttinä. Kun läsnä on alumiinikloridia, Me 2 NPCl 2 ja ferroseeni reagoida anna ferrosenyyli dikloorifosfiinireaktiotuotetta, kun taas käsittely fenyylidikloorifosfiinin samoissa olosuhteissa johtaa P, P-diferrocenyl-P-fenyyli fosfiini.
Ferroseeni reagoi helposti butyylilitiumin kanssa, jolloin saadaan 1,1'-dilitioferroseeni, joka on moniarvoinen nukleofiili . Se voi reagoida diethyldithio karbamaatin ja seleeniä , jolloin saatiin ferrosenofaanijohdannaisia pentadiènyles, jossa molemmat renkaat ovat liittyneet atomilla seleeniä. Tämä ferrocephane voidaan muuntaa polymeeriksi renkaan avautumispolymerointireaktiolla ja muodostaa poly (ferrocenyyliselenidi). Samoin tuomalla peliin ferrosenofaanit, jotka on kytketty pii- tai fosforiatomilla, on mahdollista saada vastaavat polymeerit (poly (ferrosenyylisilaani) ja poly (ferrosenyylifosfiinit) s.
Toisin kuin useimmat hiilivedyt, ferroseeni voidaan hapettaa kerran pienellä potentiaalilla, noin 0,5 V verrattuna kalomelielektrodiin . Ferroseenin hapetus tuottaa stabiilin ionin, jota kutsutaan ferroseniumiksi. Preparatiivisessa mittakaavassa, hapettaminen voidaan tehdä lisäämällä FeCI 3 , jolloin saatiin sininen ioni, [Fe (C 5 H 5 ) 2 ] + . Vaihtoehtoisesti hopeanitraattia voidaan käyttää myös hapettimena.
Ferroseniumsuoloja käytetään joskus hapettimina, pääasiassa ferroseenin inertiaan, ja sen helppo erottaa ionituotteista. Substituenttien lisääminen pentadienyylirenkaisiin muuttaa redox-potentiaalia : elektroneja vetävät ryhmät, kuten karboksyylihapot, siirtävät potentiaalia kohti anodia (mikä tekee siitä positiivisemman), kun taas luovuttajaryhmät, kuten metyyli, tekevät siitä negatiivisemman. Dekametyyliferroseeni on siten paljon helpompi hapettaa kuin ferroseeni. Viimeksi mainittua käytetään usein sisäisenä standardina redoksipotentiaalien kalibroimiseksi vedettömien väliaineiden sähkökemiassa.
Ferroseenilla ja sen johdannaisilla ei ole paljon suoria sovelluksia, mutta se löytää toisinaan paikkansa tietyissä farmaseuttisissa, petrokemiallisissa ja agrokemiallisissa sovelluksissa.
Tiettyjä ferroseenijohdannaisia on tutkittu lääkkeenä. Esimerkiksi tietyillä ferroseenia sisältävillä suoloilla on syöpää ja malariaa vastaan ominaisuuksia . Vuonna 1984 Köpf-Meier P. Köpfin H . ja Neuse EW. ovat havainneet, että tietyillä ferroseenijohdannaisilla on todellakin tuumorin vastaisia ominaisuuksia. Gérard Jaouenin tutkimusryhmä on osoittanut, että ferroseenilla ja tamoksifeenillä on hyödyllinen vaikutus rintasyöpää vastaan. Periaatteena on, että tamoksifeeni sitoutuu estrogeeniin tuottaen sytotoksisen vaikutuksen .
Rausch Marvin on University of Massachusetts , Vogel Martin on Universität Münster ja Rosenberg Harold ja US Air Force havaitsi, että ferroseeninjaN useat johdannaiset ovat nakutusta aineita käytetään bensiinimoottoreita. Ne ovat vähemmän vaarallisia kuin aiemmin käytetty tetraetyylijohto . Ferroseenissa oleva rauta voi peittää sytytystulpat, mikä parantaa sähkönjohtavuutta . Näitä lisäaineita valmistaa erityisesti Octel Corporation .
Amelia Barreiro ja hänen tutkijaryhmänsä IFW Dresdenin ja Barcelonan itsehallintoyliopistoista ovat kehittäneet menetelmän hiilinanoputkien syntetisoimiseksi käyttämällä sublimoitua ja sitten lämpöhajotettua ferroseenia ja argonia . Tämä menetelmä antaa hyviä tuloksia halkaisijan valinnasta paineen funktiona ja hyvistä saannoista laajamittaiseen synteesiin.
Kiraalinen ferrosenyyli fosfiinit käytetään ligandina katalysoimien siirtymämetalleja. Joillakin niistä on teollisia sovelluksia farmaseuttisten tai maatalouskemiallisten tuotteiden synteesissä.
Sopimustutkimusorganisaatio Hans-Ulrich Blaser ja hänen tiiminsä Solviasista , joka kehitti Walter Brieden Lonza-ryhmästä ja Antonio Togni ETH: sta , kehitti Josiphos-ligandin luokan nimeltä Solvias Josiphos . Tätä ligandia käytettiin sitten S-metolakloorin , rikkakasvien torjunta-aineen, jota käytetään agrokemian yritys Syngenta, joka korvaa edeltäjänsä metolakloori ( R- ja S- enantiomeerien raseeminen seos), epäsymmetrisessä synteesissä . Sitä käytetään erityisesti Syngentan Dual magnumissa, joka on maailman johtava maatalouteen liittyvä tutkimus.