Metaloceny

Metaloceny  jsou organické sloučeniny tvořené přechodným kovem a cyklopentadienem .

Struktura a vlastnosti

Molekuly metalocenu mají formu „sendviče“: kovový iont s oxidačním stavem +2 se nachází mezi dvěma rovnoběžnými cyklopentadienylovými kruhy ve stejné vzdálenosti od nich. Ve většině metalocenů je kov vázán na ligandy kovalentní vazbou, ale v manganocenu se chemická vazba tvoří díky elektrostatické interakci kationtu Mn 2+ a aniontů C 5 H 5 . V chromocenu a vanadocenu má vazba mezi kovovým iontem a ligandy také částečně iontový charakter. Vzájemné uspořádání cyklopentadienylových kruhů závisí na sloučenině: pokud jsou ve ferrocenu tyto kruhy v prizmatické nebo antiprizmatické konfiguraci, pak v rutenocenu a osmocenu jsou v prizmatické konfiguraci  .

Metaloceny jsou intenzivně zbarvené a snadno rozpustné v mnoha organických rozpouštědlech. Schopný uniknout. Pokud má kovový iont v molekule metalocenu elektronový obal jako u vzácných plynů (například ve ferrocenu, rutenocenu a osmocenu), pak jsou takové sloučeniny poměrně stabilní - vydrží zahřátí až na 400 ° C, nepodléhají oxidace na vzduchu. Takové sloučeniny mají aromatické vlastnosti: vstupují do elektrofilních substitučních reakcí (sulfonace, acylace, merkurace, metalační reakce). Méně stabilní je niklocen . Jiné metaloceny jsou na vzduchu nestabilní a rychle oxidují.

Metaloceny interagují se skupinami přitahujícími elektrony za vzniku komplexů přenosu náboje . Jsou schopny tvořit metaloceniové kationty, které jsou stabilní v kyselých roztocích, např.: [(C 5 H 5 ) 2 M] + a tvoří špatně rozpustné sloučeniny s komplexními anionty [PF 6 ] - , [BF 4 ] - , [PtCl 6 ] 2- , [ ] -

Nikloocen je schopen vyměnit své cyklopentadienylové kruhy za jiné ligandy při interakci s Ni(CO) 4 , NO, PPh3 , KCN v kapalném amoniaku a také přidat nenasycené sloučeniny. Kobaltocen se oxiduje vodou za uvolnění molekulárního vodíku a vzniku kationtu kobaltocenu [(C 5 H 5 ) 2 Co] + a s halogenvodíky tvoří sůl kobaltocenu a stabilní komplexní sloučeniny:

Mnoho dalších metalocenů je nestabilních vůči teplu a oxidačním činidlům podobným způsobem jako karbeny .

Získání a uplatnění

Syntéza metalocenů spočívá v reakci cyklopentadienidů alkalických kovů, thalia nebo hořčíku se solemi přechodných kovů nebo acetylacetonáty, jakož i v přímé interakci cyklopentadienu se solí přechodného kovu nebo karbonylem.

Metaloceny se používají jako katalyzátory a kokatalyzátory v různých homogenních reakcích, jako léčiva a přísady do paliv a olejů. Používají se také jako meziprodukty v organické syntéze.

Literatura