Structure du ferrocène

Source : Tamara M. Powers, département de chimie, Texas A & M University

En 1951, Kealy et Pauson ont signalé à la Nature , la synthèse d’un nouveau ferrocène composé organométallique. ¹ dans leur rapport initial, Pauson a proposé une structure de ferrocène dans laquelle le fer est individuellement collé (liaisons sigma) à un atome de carbone de chaque ligand cyclopentadiène (Figure 1, la Structure I). ¹ ^, ² ^, ³ ce rapport initial conduit à intérêt largement répandu dans la structure du ferrocène, et beaucoup d’éminents scientifiques ont participé à l’élucidation de la structure de cette nouvelle molécule intéressante. Wilkinson et Woodward ont été prompts à suggérer une formalisation alternative où le fer est « en sandwich » entre deux ligands cyclopentadiène, avec liaison égale pour tous les atomes de carbone 10 (Figure 1, Structure II). ⁴ ici, nous allons synthétiser ferrocène et décider, basé sur des données expérimentales (IR et ¹H RMN), qui, de ces structures sont observées. En outre, nous étudierons l’électrochimie du ferrocène en recueillant un voltamogramme cyclique. Au cours de cette expérience, nous introduire la règle des 18 électrons et discuter des électrons de valence, comptant pour les complexes de métaux de transition.

Figure 1. Deux structures proposées du ferrocène.

1. fissuration du dimère de cyclopentadiène (Figure 3)

Cyclopentadiène subit une réaction de Diels-Alder avec lui-même pour donner le dicyclopentadiène. Cette réaction est réversible, donc craquage est accompli en utilisant le principe de La Châtelier pour conduire la réaction inverse en distillant le monomère du cyclopentadiène (b.p. 42 ° C) loin de dimère dicyclopentadiène (b.p. 170 ° C). La réaction de dimérisation est lente lorsque le cyclopent...

Ferrocène caractérisation :

¹ H RMN (chloroforme -d, 300 MHz, δ, ppm) : 4.15 (s).

Le spectre de RMN H ¹du ferrocène montre clairement une résonance unique, cohérente avec la structure II.

Un CV du ferrocène est donné ci-dessous. La valeur de_1/2 Eobtenue pour l’oxydation du ferrocène est + 90 mV (acétonitrile, analyse taux 100 mV/s, 0,1 M (Bu₄N) PF₆, électrode de carbone vitreux travail). Le couple rédox ferrocène/ferrocénium est co...

Dans cette vidéo, nous avons discuté de ferrocène et le rôle joué dans le développement de la chimie organométallique. Ferrocène a été synthétisé et caractérisé par la spectroscopie ¹H RMN et IR. Les deux spectres sont compatibles avec la 18 e⁻ Structure II, où le fer est « en sandwich » entre deux ligands cyclopentadiène, avec liaison égale pour tous les atomes de carbone 10 (Figure 1, Structure II). Oxydation du ferrocène ferrocénium cation a ét...

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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