Struktur von Ferrocen

Quelle: Tamara M. Powers, Department of Chemistry, Texas A & M Universität

Im Jahr 1951 berichtete Kealy und Pauson Natur die Synthese einer neuen metallorganische Verbindung, Ferrocen. ¹ in ihrem ursprünglichen Bericht Pauson schlug eine Struktur für Ferrocen in einzeln ist das Eisen gebunden (Sigma Anleihen) an ein Kohlenstoffatom jedes Cyclopentadiene Liganden (Abbildung 1, Struktur I). ¹ ^, ² ^, ³ dieses ersten Berichts führte zu weit verbreitete Interesse an die Struktur von Ferrocen und viele führende Wissenschaftler nahmen an der Strukturaufklärung von dieser interessanten neuen Molekül. Wilkinson und Woodward waren schnell zu einer alternative Schulungsbedürfnissen vorschlagen wo ist das Eisen eingeklemmt"zwischen zwei Cyclopentadiene Liganden mit gleicher Bindung an alle 10 Kohlenstoffatomen (Abbildung 1, Struktur II)". ⁴ hier, werden wir synthetisieren Ferrocen und entscheiden uns, basierend auf experimentellen Daten (IR und ¹H NMR), die von diesen Strukturen zu beobachten ist. Darüber hinaus untersuchen wir die Elektrochemie Ferrocen durch das Sammeln von zyklischen Voltammogram. Im Zuge dieses Experiment wir die 18-Elektronen-Regel einführen und besprechen Valenz-Elektron zählen für Übergang Metall komplexe.

Abbildung 1. Zwei vorgeschlagenen Strukturen von Ferrocen.

1. knacken Cyclopentadiene Dimer (Abbildung 3)

Cyclopentadiene erfährt eine Diels-Alder-Reaktion mit sich selbst, Dicyclopentadiene zu geben. Diese Reaktion ist reversibel, so dass Risse mit La Châtelier Prinzip, um die umgekehrte Reaktion zu fahren, durch Destillation der Cyclopentadiene Monomer (b.p. 42 ° C) Weg von der Dicyclopentadiene Dimer (b.p. 170 ° C) erreicht ist. Die Dimerisierung Reaktion ist langsam, wenn die Cyclopentadiene ist kalt gehalten, aber ...

Ferrocen Charakterisierung:

¹ H-NMR (Chloroform -d, 300 MHz, δ, ppm): 4.15 (s).

Die ¹H-NMR-Spektrum von Ferrocen zeigt deutlich eine einzelne Resonanz, Struktur II entsprechen.

Ein Lebenslauf des Ferrocen wird unten gegeben. Die E_1/2 Wert für die Oxidation von Ferrocen + 90 war mV (Acetonitril, Scan-Rate 100 mV/s, 0,1 M (Bu₄N) PF₆, glassy Carbon Arbeitselektrode). Das Ferrocen/Ferrocenium Redox-paar wird häufig als Referenz in zyklischer Voltamme...

In diesem Video diskutierten wir Ferrocen und die Rolle, die sie bei der Entwicklung der organometallischen Chemie gespielt. Ferrocen wurde synthetisiert und charakterisiert durch ¹H NMR und IR-Spektroskopie. Beide Spektren stehen im Einklang mit den 18 e⁻ Struktur II, wo das Eisen "zwischen zwei Cyclopentadiene Liganden mit gleicher Bindung an alle 10 Kohlenstoffatomen (Abbildung 1, Struktur II) eingeklemmt ist". Oxidation von Ferrocen zum Ferrocenium kation wurde elekt..

1. Kealy, T. J., Pauson, P. L. A New Type of Organo-Iron Compound. Nature. 168 (4285), 1039-1040 (1951).

2. Pauson, P. L. Ferrocene—how it all began. J Organomet Chem. 637, 3-6 (2001).

3. Seeman, J. I., Cantrill, S. Wrong but seminal. Nat Chem. 8 (3), 193-200 (2016).

4. Wilkinson, G., Rosenblum, M., Whiting, M. C., Woodward, R. B. The Structure of Iron Bis-cyclopentadienyl. 74, 2125-2126 (1952).

5. Green, M. L. H., Parkin, G. Application of the Covalent Bond Classification Method for the Teaching of Inorganic Chemistry. J Chem Educ. 91 (6), 807-816 (2014).

6. Press Release. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1973/press.html.

7. Crabtree, R. H. The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, 6th ed. John Wiley & Sons. Hoboken. 2014.

8. Gildner, P. G., Colacot, T. J. Reactions of the 21^st Century: Two Decades of Innovative Catalyst Design for Palladium-Catalyzed Cross-Couplings. Organometallics. 34, 5497-5508 (2015).

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